步进电机的转矩和速度特性说明

文章来源:锐特步进电机 时间:2019-12-19 10:04:00 浏览:

  步进电动机具有不同的转矩速度特性,具体取决于电动机是启动/停止还是已经运行。这些特性在电动机的转矩-转速图表上以两条曲线表示,重要的是要理解这些曲线之间的差异以及每条曲线对电动机运行的意义。但是,步进电机在不运动时也会产生扭矩,这些固定扭矩值(称为保持扭矩和制动扭矩)也是确定尺寸和选择步进电机时要考虑的重要因素。

  步进电机的转矩-速度曲线是通过特定的电机驱动组合,工作电压和驱动方法得出的。与规定的电动机构和运行条件的任何偏差都可能改变系统的转矩-速度特性。

  

 

  步进电机无法在拉入和拉出曲线之间的“转换范围”内立即启动(或停止)。相反,它必须加速进入(或减速出)该工作范围,以避免丢失步数。

  图片来源:Moons'Industries

  吸合扭矩曲线

  牵引转矩曲线显示了条件范围(在给定速度下的最大扭矩),在该条件下,电动机可以与输入脉冲同步地启动和停止,也就是说,不失步长。在此曲线上方或下方的任何点(称为“启动/停止”或“自启动”区域),电动机都可以立即启动或停止(即,不加速或不减速)而不会失步。

  拔出扭矩曲线

  拔出转矩也称为“运行转矩”或“动态转矩” ,是步进电动机在旋转过程中可以产生的最大负载(转矩),而不会丢失步数。如果在超出拔出扭矩曲线的点上运行,电机可能会失速。

  拉入曲线和拉出曲线之间的区域通常称为“ 回转范围”。在该范围内,电动机无法立即停止或启动,必须​​在启动/停止区域启动并加速至回转范围,或者必须将其从回转范围减速到开始/停止区域然后停止。

  保持扭矩

  步进电动机的有益特征之一是由于转子和定子之间的吸引力,当电动机线圈通电时,它能够将负载保持在适当的位置。这被称为电动机的保持转矩,是当线圈通电但转子静止时使电动机整步移动一整步所需的转矩。步进电机的保持转矩高于其运行转矩,并且主要受电机可承受的电流量限制。

  

 

  步进电机即使在静止状态下也可以将负载保持在适当的位置,即使承受外力也是如此。

  图片来源:美国东方马达公司

  制动扭矩

  当电动机不通电时,即没有电流流过电动机绕组时,就会产生制动转矩。这是由于电动机转子和定子中的磁体之间的吸引力引起的。永磁和混合式步进电机均会遇到制动转矩,但可变磁阻设计则不会。(回想一下,可变磁阻步进器使用的是非磁化转子,因此当电动机不通电时,转子和定子之间不会产生吸引。)

  

 

  制动转矩降低了电动机可能产生的理想功率和理想转矩,并且随着速度的增加,其影响变得更大。

  图片来源:Geckodrive电机控制

  制动转矩通常在电动机的数据表中给出,并且是步进电动机选型和选择的重要因素,因为在电动机运动之前必须克服该转矩。克服制动转矩所需的功率与电动机的速度成正比-电动机旋转得越快,制动转矩对电动机实际转矩输出的影响就越大。但是,当电动机停止时,止动转矩可能是有益的,因为它会抵消运动中的转子的动量,因此更高的止动转矩将帮助电动机更快地停止。

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