步進電機接線方法是一種電磁執(zhí)行元件,可以將數(shù)字輸入脈沖轉換為旋轉或直線增量運動。每輸入一個脈沖電機的旋轉軸步進一個步距角增量。
電機的總旋轉角與輸入脈沖的數(shù)量成正比,相應的速度取決于輸入脈沖的頻率。步進電機接線方法是機電一體化產品的關鍵部件之一,通常用于定位控制和速度控制。
步進電機慣量低.定位精度高.無累積誤差.控制簡單等特點。步進電機接線方法廣泛應用于機電一體化產品中,如:數(shù)控機床.包裝機械.計算機外圍設備.復印機.傳真機等。
選擇步進電機時,首先要保證步進電機的輸出功率大于負載所需的功率。步進電機接線方法在選擇功率步進電機時,首先要計算機械系統(tǒng)的負載扭矩。電機的扭矩頻率特性能滿足機械負載,并有一定的余量保證其運行。
在實際工作過程中,各種頻率下的負載扭矩必須在矩頻特性曲線的范圍內。一般來說,最大靜扭矩Mjmax電機大,負載扭矩大。
在選擇步進電機時,步距角應與機械系統(tǒng)匹配,以獲得機床所需的脈沖當量。為了在機械傳動過程中減少脈沖當量,步進電機接線方法可以改變螺桿的導程,通過步進電機的細分驅動完成。
步進電機接線方法的細分只能改變其分辨率,而不能改變其精度。精度由電機的固有特性決定。
在選擇功率步進電機時,應估計機械負載的負載慣性和機床所需的啟動頻率,以便與步進電機的慣性頻率特性相匹配,以滿足機床快速移動的需要。
步進電機接線方法選擇步進電機需要進行以下計算:
(1)根據(jù)脈沖當量計算齒輪減速比,齒輪減速比i計算如下:i=(φ.S)/(360.Δ)(1-1)式中φ步進電機的步距角(o/脈沖)S-----螺桿螺距(mm)Δ---(mm/脈沖)
(2)計算工作臺、螺桿和齒輪轉換到電機軸上的慣性Jt。
Jt=J1(1/i21-2)型中Jt轉換到電機軸上的慣量(Kg.cm.s2)J1.J2-齒輪慣量(Kg.cm.s2)Js-----(Kg.cm.s2)W----工作臺重量(N)S-----螺桿螺距(cm)
(3)計算電機輸出的總扭矩MM=MaMfMt(1-3)Ma=(JmJt).n/T×1.02×10ˉ2(1-4)式中Ma----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------(N.m)Jm.Jt-----電機自身慣量和負載慣量(Kg.cm.s2)n----電機所需的轉速(r/min)T電機升速時間(s)Mf=(u.W.s)/(2πηi)×10ˉ2(1-5)Mf導軌摩擦轉換為電機轉矩(N.m)u摩擦系數(shù)η---率Mt=(Pt.s)/(2πηi)×10ˉ2(1-6)Mt切削力轉化為電機扭矩(N.m)Pt-----(N)
(4)負載啟動頻率估算。步進電機接線方法的數(shù)控系統(tǒng)控制電機的啟動頻率與負載轉矩和慣性有很大關系,估算公式為fq=fq中式01/2(1-7)fq----載起動頻率(Hz)fq0-空載起動頻率Ml起動頻率下由矩頻特性決定的電機輸出扭矩(N.m)如果負載參數(shù)不能準確確定,則可以按照fq=1/2fq0進行估算.
(5)計算運行的最高頻率和升速時間。
由于電機的輸出扭矩隨電機的輸出扭矩隨頻率的增加而下降,因此在最高頻率下,矩頻特性的輸出扭矩應能驅動負載,并留下足夠的余量。
(6)負載力矩和最大靜力矩Mmax。
負載力矩可按型(1-5)和型(1-6)計算。當電機進給速度最大時,由矩頻特性決定的步進電機接線方法的輸出力矩應大于Mf與Mt和,并留有余量。