五步曲教你步进电机选型3
发表时间：2023-08-01 14:36
五步曲教你步进电机选型 **步：步进电机的保持转矩，相当于传统电机所说的“功率”。当然，他们有着本质的区别。步进电机的物理结构，完全不同于普通的交、直流电机，它的输出功率是可变的。 一般来我们要根据需要的转矩大小，来选择哪种型号的步进电机。大致来说，扭力在0.8n.m以下的，一般选择28、35、39、42;扭力在1N.m左右的，选择57电机较为合适。扭力在几N.m或更大的情况下，就应当选择转矩更大的75、85、86、90、110、130等规格的步进电机。同时，我们还应考虑电机的转速。因为，电机的输出转矩，与转速成反比关系。 就是说，步进电机在低速(每分钟几百转或更低转速，其输出转矩较大)，在高速旋转状态的转矩就很小了。当然，有些工作环境需要高速电机，就要对步进电机的线圈电阻、电感等指标进行综合权衡。选择电感稍小一些的电机，作为高速电机，能够获得较大输出转矩。反之，要求低速大力矩的情况下，就要选择电感在十几或几十mH,电阻也要大一些为好。 第二步：步进电机空载启动频率，一般称为“空起频率”。这是选购步进电机很重要的一项指标。如果要求在瞬间频繁启动、停止，并且，转速在1000转/分钟左右或更高。**选择反应式或永磁式步进电机，这些电机的“空起频率”都比较高。 第三步：步进电机的相数选择，这项内容，很多客户几乎没有什么重视，大多是随便购买。其实，不同相数的电机，工作效果是不同的。相数越多，步距角就能够做的比较小，工作时的振动就相对小一些。大多数场合，使用两相、三相、五相混合式步进电机的比较多。在高速大力矩的工作环境，选择三相步进电机是很实用的。 第四步：防水防腐型步进电机能够防水、防油，适用于某些特殊场合。例如水下机器人，就需要防水电机。对于特种用途的电机，就要针对性选择了。 第五步：特殊规格的步进电机，通常需要和生产厂家沟通，在技术允许的范围内，加工订做。例如，出轴的直径、长短、伸出方向等。 步进电机，很多人DIY激光雕刻机，3D打印机的时候都会用到。那么他与普通的直流电机有什么不同呢？ 步进电机在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响。 当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 这个特性说明了步进电机一个非常重要的特性。在开环条件下，步进电机正常工作时具有非常精确的定位能力，其转动的快慢，转动的角度都可以由收到的脉冲数调节（也就是程序调节），这也是为什么3D打印机和激光雕刻机都需要步进电机的原因。但要注意，如果负载过大，或者供电不足，则有可能出现角度不足的情况，我们称之为”失步“，即没有达到预定控制的角度。所以使用时一定要选择功率足够的电机以及电源。 我们一般用的步进电机是这样的： 他的结构图一般是这样的： 那么这个AC，BD代表什么呢？步进电机又为什么具有以上的那些特点呢？这就要从步进电机的特殊结构说起。先上一个步进电机内部的结构示意图： 先从这个简单的图分析原理，图中有两组绕组A A-，B B-，可以看出他们分别形成的磁场是相反的，位置也是相对的。这2组绕组对应真实图中的AC和BD。 定子为铁芯，A A-，B B-绕在铁芯上，通电之后产生磁场变成电磁铁，转子为永磁体，磁场将对转自产生吸引或者排斥。 左上图A A-吸引转子，使得转子竖直（此时只有A A-通电）当B B-也通电后，B B-也产生磁场，此时转自将像A B中间区域偏转，具体偏转角度跟A B上电流大小比例有关。 左下图此时A A-断电，B B-继续通电，则转子被吸引到水平位置。 右下图此时A A-反向通电，B B-继续通电，则转自顺时针旋转，重复以上过程，则转子可以进行旋转运动，并控制通电的时机以及顺序，便可以达到控制步进电机旋转角度。 通过以上过程可以看出，驱动步进电机是比较麻烦的： 1、需要按照顺序控制各组线圈的通断。 2、电流方向也需要转变。 除了两相的，同样原理也有三相四相五相的步进电机。 下图可以看出四相的电机最基本的是8线的，但是最常用的确是6线的，其中每2相共有一个端口。 当然，在Arduino中这些都被模块生产商和他们提供的库给解决了。大部分人不用再关心他底层的驱动方式。但是了解这些有利于在出问题的时候快速定位问题，毕竟库不是万能的，也不是全部适用的呀。 如果喜欢观看类似科技新奇事物，以及了解创客圈最新资讯，或者您对Arduino有所耳闻，可以关注我们微信公众号，一定会带给您最新的资讯，最实用的教程，以及创客最新的玩意。 |
