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有關步進電機運行精度問題

信息來源:步進電機供應商上海四宏電機有限公司    添加時間:2018-03-21
一個常見的誤區就是把系統的精度誤差全部歸結為電機的問題。從步進電機的角度來說,需要滿足一些公差標準,包括機械公差和電氣公差。相繞組電感的不均衡是重要因素,其他一些原因包括極靴、轉子的不對準,定轉子間氣隙的不均勻,定轉子齒槽關系,以及轉矩脈動等。達到并持續控制這些參數并不是非常困難的事。我們知道,電機定子繞組的電感量正比于繞組匝數的平方,只要采用恰當的繞制工藝就能保證相電感間的一致性。很多步進電機制造商已經使用自動繞線設備來保證這種一致性。當然,轉子磁性材料也應具備良好的一致性從而保證電機各相電感的一致。其他一些規格指標則與機械有關。只要制造商使用可靠的、高品質的部件及優良的工藝控制來保證定轉子均勻的磨削量,就能獲得滿意的精度。上海昀研自動化生產的步進電機保證了兩相雙極性步進電機相電感間的誤差在±5%以內,因此0.9度的步進電機在使用64微步驅動模式下,定位誤差可以達到±1.5弧分,包括精確性和準確性。滿足了以上條件,步進電機就可以完全達到指標要求。剩下的任務就是讓驅動器/控制器告訴步進電機應該運動到哪兒和如何運動,而且不能由于驅動器自身精度不高而降低了電機的精度。一個細分驅動器通過給電機繞組提供特定的激磁電流,告訴電機需要運行多少個微步。步進電機運行在整步模式時,精度最高,因為剛好與電機的機械設計特點相吻合。此時定轉子齒正好完全對齊,且繞組中流過的電流最大。隨著細分數的增加,步矩角相應減小,此時越來越難以保證定位的準確了。每臺步進電機都有自己特定的性能指標,很多指標都是根據實際應用要求設計的。為低速使用設計的電機往往電感量比較大,反之為高速設計電機的電感量比較小。為了滿足不同的運動規律,上海昀研的步進電機設計工程師需要調整線圈中繞組的設計,以滿足和速度、轉矩、電流、電阻以及電感相關的數學公式。也因此,同一臺驅動器匹配不同電機時呈現出不同的運行性能,同樣,一臺電機匹配不同的驅動器時轉矩特性也不同。
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