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2010年步进电机现状及功能分析

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近10多年来我国微电机市场一直吸引国内外企业投资。国内巨大的市场潜力和丰富的资源、廉价的劳动力等优势,吸引了众多跨国公司和国内上市公司的目光。

    工业用微型直流电机,国外可以做到2000小时以上,我国平均是1000小时,主要问题是电机结构工艺的不合理性以及电刷材料和工艺等。国外无刷直流电机的效率可做到百分之80以上,我国一般生产厂家只能达到百分之60-70左右。步进电动机国外早已发展高性能的混合式结构,我国混合式步进电机90年代才开始发展,混合式电机的使用量近年也在不断增长。由于长期使用磁阻式电机,使得两种机型并存,造成与国外的差距加大。在高性能、高技术含量电动机方面,如无刷直流电动机、交流伺服电动机、直线电机等差距更大一些。这主要是由于我国电子技术落后,投入不足和人才短缺。下面主要来看看步进电机的应用。

    1.什么是步进电机?

    步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲: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(及步进角)。您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;同时您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。

    2.步进电机分哪几种?

    步进电机分三种:永磁式(PM),反应式(VR)和混合式(HB)

    永磁式步进一般为两相,转矩和体积较小,步进角一般为7.5度或15度;反应式步进一般为三相,可实现大转矩输出,步进角一般为1.5度,但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰;混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相:两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。

    3.什么是保持转矩(HOLDINGTORQUE)?

    保持转矩(HOLDINGTORQUE)是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一,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增大而不断衰减,输出功率也随速度的增大而变化,所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如,当人们说2N.m的步进电机,在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机。

    4.什么是DETENTTORQUE?

    DETENTTORQUE是指步进电机没有通电的情况下,定子锁住转子的力矩。DETENTTORQUE在国内没有统一的翻译方式,容易使大家产生误解;由于反应式步进电机的转子不是永磁材料,所以它没有DETENTTORQUE。

    5.步进电机精度为多少?是否累积?

    一般步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积。

    6.步进电机的外表温度允许达到多少?

    步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁,从而导致力矩下降乃至于失步,因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点;一般来讲,磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上,有的甚至高达摄氏200度以上,所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。

    7.为什么步进电机的力矩会随转速的升高而下降?

    当步进电机转动时,电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高,反向电动势越大。在它的作用下,电机随频率(或速度)的增大而相电流减小,从而导致力矩下降。

    8.为什么步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声?
 

 
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