MAC090B-0-PD-3-C/110-B-0/S01 德国REXRTOH

MAC090B-0-PD-3-C/110-B-0/S01 德国REXRTOH 控制器 模块 卡件
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步进电机转速
 

   首先步进电机有优势在于，编程简单，接线少，故障也少，扭力大，现在的步进电机能60000脉冲数。转速也有的能3000转的，通常情况都能600转。
    步进电机一般说是可以600转，很多时候达不到这个转速的，厂家说是600转，在使用过程中很多时候可以500转。一般情况下，机器能转到500转，已经很快的了。再快了可能就会堵转，电机就象卡一样的响，这就是速度过高，电机转不过来。发生这种现象，解决的办法是：1、降低运行频率；2、调高加减速时间；3、降低启动频率；4、把细分数调高一个档位。
   步进电机的转速和力矩成反比，转速越快，力矩越小。这点选型的时候很重要，不要小马拉大车。选型大一点没关系，小了或是刚刚好就真是不行，丢步大多数是因为电机小了，机械过重，造成小马拉大车的现象。
很多人都说步进电机丢步，其实机械原因也有很多，像丝杆轴承没有装好，丝杆磨损，导轨磨损都能让机械走不准，还有开关的好坏，直接影响精度。
1、步进电动机的性能和工作方式
步进电机是将电脉冲信号转化为角位移或线位移的一位电动元件，当步进驱动器每接收一个脉冲控制信号，即驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（步距角），故称为步进电机。非过载情况下，电机的转速和停止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。利用这性关系，可以通过控制给定信号的脉冲个数来控制角位移量，从而准确定位的目的。同时可以控制脉冲频率来控制电机的运转速度，调速的目的。与普通电机相比，即具有调速性能，又具有较的定位功能，而且低速时的转矩较大，调速范围也更宽。
在速度和位置控制系统中，步进电机驱动系统具有运行、结构简单、成本低、维修方便等优点，其步距角不会因电压、电流、温度等因素而波动，可以做到启动、反转和制动。在机械制造、印刷、化工等工业控制领域的应用也。
1）两相步进电机的结构和工作原理
MAC090B-0-PD-3-C/110-B-0/S01 德国REXRTOH 目前常用的有两相、三相、四相、五相步进电机。相数，是指电机内部的线圈组数，电机相数不同，其步距角也不同。下面以以两相步进电机为例，对其结构和工作原理作一简要说明。

图1 二相步进电机结构与绕组电流回路图
步距角为0.9/1.8，即整步为1.8°，半步为0.9°。一台步进电机，相数（绕组数）是固定不变的，但可运行于二相四拍或二相八拍的两种运行模式下。当运行于二相四拍模式下时，步矩角为1.8°，运行于二相八拍模式下时，步矩角为0.9°。当采用带细分的步进驱动器时，其步矩角根据细分设定值而有更大范围的变化。
步进电机的拍数：完成一个磁场周期变化所需要脉冲数（绕组导电状态），指电机转过一个齿距角
所需脉冲数。上图为二相四拍运行模式下的绕组电流回路图，k1-k4四只开关按次序通断——若为基本步单激励方式——任一时刻总是两只开关闭合，只形成一相电流，则形成iab→icd→iba→idc按四拍规律变化的绕组电流；若为两相激励方式——同时形成两相绕组电流，则形成iab、icd→iba 、icd→iba、idc→iab、idc按四拍规律变化的绕组电流。
如控制k1-k4开关按规律开通，使之形成按iab→iab、icd→icd→iba→icd→iba→iab、idc→idc→iab、idc按8拍变化的绕组电流，则可使步进电机工作于二相八拍的工作模式之下。实际的驱动电路——步进驱动器，即是将k1-k4换成了晶体管开关元件，控制其通断规律，完成对步进电机的驱动任务。
步进电机须由步进驱动器（由电子电路构成）驱动，因而其工作模式和步矩角的大小，取决于步进电机驱动器的相关设置。
2）步进电机驱动器的基本参数和特性
a、供电电源，可据所驱动步进电机的电源规格进行选择。交流电源供电的，如ac80v，可用220v市电经降压变压器，提供给驱动器。变压器时，须同时考虑电压和电流两方面的工作参数。如电流值3a，由算式80v×3a=240va得出的是视在功率值，达不到3a的实际输出能力，应将计算结果再乘以1.5以上的系数，220/80v，400va以上的变压器，作为电源输入。二相电机的供电一般为12～48v，
b、输出电流值。产品标注值往往为峰能输出能力，时，应按步进电机额定电流值的2倍以上。
输出电流的档位，一般操作面板上的拨码开关进行人工整定，如0.9a-3a。这也是一种过载保护整定，整定值可参考步进电机的工作电流值。一般有8级整定档次。
c、励磁方式：整步、半步、4细分、8细分、16细分、32细分、64细分。半步实际上是2细分，细分级别越高，步矩角越小，而电机转速越低。步进驱动器的控制面板，也设有细分拨码开关，也对细分值进行设置。
　　d、保持转矩（holding torque）：
是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的而不断衰减，输出功率也随速度的而变化，所以保持转矩就成为了衡量步进电机的参数之一。比如，当人们说2n.m的步进电机，在没有说明的情况下是指保持转矩为2n.m的步进电机。
   2、步进驱动器的电路构成和工作原理
1）步进电动机驱动器的电路构成
图2 步进电动机驱动器的电路构成
步进电动机驱动器的电路构成如上图。整流电路将输出ac电源，整流滤波为直流电压，提供稳压电源的供电，并作为逆变功率电路的输入电源。部分小功率步进电动机驱动器，直接取用外供直流电源，省去了整流电路这一环节。控制电路以单片机（cpu）为，接收输入端子进入的控制信号，和过流检测电路输入的保护信号，输出逆变电路所需的信号脉冲，并经脉冲驱动电路进行功率放大，驱动逆变功率电路的cmos（或ig）功率开关管，使负载电动机产生相应步进动作。逆变功率电路，有些机型是由单管分立零件组成，有些则与整流电路等集成于一个功率模块内部。
2）步进电动机驱动器与步进电动机和控制线路的连接
下图3为两相步进电机驱动器的接线图，控制设备可以是plc的输出回路，也可以是其它电器设备。步进电机驱动器的控制信号有两个：脉冲信号和方向信号。脉冲信号决定步进电动机的运转速度，方向信号，决定步进电动机的旋转方向。不是plc，设备只要能给出这两个控制信号，便能控制步进电机的步进、转速和旋转方向。从脉冲信号输入脚输入的是频率可变的、脉冲个数可控的脉冲信号，这种信号可由纯硬件电路或软件程序生成；方向信号则为常规开关量信号。下面对步时电机驱动器的几个控制信号及其它接线做一简要的说明。
图3二相步进电机驱动器接线图