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关于电机

What is a Motor?

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电机的基础知识

第2章
理解电机的基本原理

2-4-3 步进电机的特性

步进电机的扭矩与速度之间的关系,如图 2.57 所示,纵轴表示扭矩,横轴表示脉冲速率。图中画了2条曲线,分别为启动特性和连续特性。

启动特性

启动特性表示在施加固定频率的脉冲后,从停止的状态开始会以多大的负载扭矩启动,也称牵引转矩(pull-in torque)特性。步进电机的最大扭矩,通常以10Hz的脉冲速率时的启动扭矩进行定义。而且,说到步进电机时,好像一般都称脉冲速率为脉冲率,单位使用pps(pulses per second)取代Hz。

连续特性

连续特性是指以固定频率的脉冲旋转时,施加多大的负载扭矩后仍继续旋转,也称Through扭矩特性、失步转矩特性

连续特性的值高于启动特性。

启动特性、连续特性的值随着脉冲速率的上升均会减小。

图2.57 步进电机的负载特性

电机能够连续动作的界限称为最大连续响应频率,能够启动电机的界限称为最大自启动频率

步进电机的扭矩在高速区间会下降是因为存在绕组阻抗的作用,在较高的频率时电流流动变得困难。

励磁方法和驱动电路不同,步进电机的启动特性和连续特性也会不同。因此,步进电机的特性必须进行综合评估,其中包括与驱动电路之间的关系。

<小知识>保持扭矩

步进电机在通电状态下停止时,即使施加外力,但由于转子和定子之间存在吸引力,仍能保持停止位置。

这种能够抵抗外力的扭矩称为保持扭矩。

<小知识>止动扭矩

PM型及HB型的步进电机未通电时,在转子磁铁的吸引力作用下,也有一定程度的保持扭矩。这称为止动扭矩。

脉冲速率与转速的换算

步进电机的速度一般使用每秒脉冲数(步距数)的[pps]表示。也称为脉冲率或步进率。

但,有时理解为每分钟的转数[rpm]会比较方便。

电机每转的步距数与[pps]之间的关系换算成[rpm]的表如下所示,图2.58 表示换算曲线。


  电机每转的步距数
  200 400 500 1000
脉冲速率(pps) 转速 (rpm)
1000 300 150 120 60
2000 600 300 240 120
3000 900 450 360 180
5000 1500 750 600 300
10000 3000 1500 1200 600
20000 6000 3000 2400 1200

图2.58脉冲速率与转速