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步進(jìn)電機(jī)

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器
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介紹步進(jìn)電機(jī)的具體特點(diǎn)


1)一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步距角的3-5%,且不累積。
2)步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度。
步進(jìn)電機(jī)溫度過(guò)高首先會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁,從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步,因此電機(jī)
外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn);一般來(lái)講,磁性材料的退磁點(diǎn)都
在攝氏130度以上,有的甚至高達(dá)攝氏200度以上,所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏80-90
度完全正常。
3)步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。
當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì);頻率越高,反向電動(dòng)勢(shì)越大。在它的作用下,電機(jī)隨頻率(或速度)的增大而相電流減小,從而導(dǎo)致力矩下降。矩頻特性曲線(xiàn)橫坐標(biāo)是轉(zhuǎn)速,縱坐標(biāo)是轉(zhuǎn)矩,它反映了電機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系,是選用電機(jī)的主要依據(jù)。以下是一種電機(jī)的矩頻特性曲線(xiàn)。
步進(jìn)電機(jī)的矩頻特性曲線(xiàn)圖
重要公式:U=E+L(di/dt)+I*R。
一般在電機(jī)達(dá)到600RPM以上時(shí),繞組實(shí)際電流已比驅(qū)動(dòng)器設(shè)定值小很多,所以力矩相應(yīng)有較大下降,有可能會(huì)出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)。一般來(lái)說(shuō),900RPM以上的應(yīng)用須特別注意高速力矩問(wèn)題。
    4)步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn),但若高于一定速度就無(wú)法啟動(dòng),并伴有嘯叫聲。步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù):空載啟動(dòng)頻率,即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率,如果脈沖頻率高于該值,電機(jī)不能正常啟動(dòng),可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下,啟動(dòng)頻率應(yīng)更低。如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動(dòng),脈沖頻率應(yīng)該有加速過(guò)程,即啟動(dòng)頻率較低,然后按一定加速度升到所希望的高頻(電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕礁咚伲?br /> 5)低頻振動(dòng)特性 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以連續(xù)的步距狀態(tài)邊移動(dòng)邊重復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。其步距狀態(tài)的移動(dòng)會(huì)產(chǎn)生如下所示的 1 步距響應(yīng)。 
①停止?fàn)顟B(tài)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)輸入 1 脈沖時(shí),會(huì)朝下一個(gè)步距角進(jìn)行加速。 
②加速后的電動(dòng)機(jī)通過(guò)步距角并超過(guò)某個(gè)角度后,則會(huì)朝反方向被拉回。 
③如此衰減振動(dòng)后,將于既定的步距角度位置上停止下來(lái)。

產(chǎn)生此一衰減振動(dòng)的步距狀態(tài)的移動(dòng)即為低速旋轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)原因。 振動(dòng)特性所表現(xiàn)的即是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)中的振動(dòng)的大小。 振動(dòng)幅度越小旋轉(zhuǎn)越順暢。
步進(jìn)電機(jī)均有固定的共振區(qū)域,二、四相感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)的共振區(qū)一般在180-250pps之間(步距角1.8度)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓越高,電機(jī)電流越大,負(fù)載越輕,電機(jī)體積越小,則共振區(qū)向上偏移,反之亦然。為使電機(jī)輸出力矩大,不失步和整個(gè)系統(tǒng)的噪音降低,一般工作點(diǎn)均應(yīng)偏移共振區(qū)較多。步進(jìn)電機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)振動(dòng)和噪聲大是其固有的缺點(diǎn),克服兩相混合式步進(jìn)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪聲方法:
A.如步進(jìn)電機(jī)正好工作在共振區(qū),可通過(guò)改變減速比等機(jī)械傳動(dòng)避開(kāi)共振區(qū);
B.采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動(dòng)器,這是最常用的、最簡(jiǎn)便的方法;
C.換成步距角更小的步進(jìn)電機(jī),如三相或五相步進(jìn)電機(jī);
D.換成交流伺服電機(jī),幾乎可以完全克服震動(dòng)和噪聲,但成本較高;
E.在電機(jī)軸上加磁性阻尼器,市場(chǎng)上已有這種產(chǎn)品,但機(jī)械結(jié)構(gòu)改變較大。
6)中高頻穩(wěn)定性
電機(jī)的固有頻率估算值:

 式中:Zr 為轉(zhuǎn)子齒數(shù);TK  為電機(jī)轉(zhuǎn)矩;J 為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)貫量
 從控制脈沖頻率的角度講,其基波在fCP =fO 處引起的諧振, 在振動(dòng)特性上一般有較明顯的反
映,分辨率較低時(shí)更為突出,分辨率增高時(shí)情況改善。在fO的倍數(shù)頻率點(diǎn)常常出現(xiàn)諧振點(diǎn),如2 fO、3 fO 、4 fO、? 等處。



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