钢带机主体结构的设计+图纸(5)
时间:2018-09-04 11:34 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
3.1.4 过载能力不同 步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以松下交流伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的三倍，可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。 步进电机因为没有这种过载能力，在选型时为了克服这种惯性力矩，往往需要选取较大转矩的电机，而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩，便出现了力矩浪费的现象。 3.1.5 运行性能不同 步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。 3.1.6 速度响应性能不同 步进电机从静止加速到工作转速（一般为每分钟几百转）需要200～400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好，以松下MSMA 400W交流伺服电机为例，从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合。 综上所述，交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。 根据我们这次主题的要求和实际考虑，我选择的是步进电动机。我们的要求不是很高，只要能完成基本的功能即可。而且它的价格相对便宜，这也是我们设计中应考虑的问题。 3.2 步进电动机 3.2.1 步进电动机的结构与工作原理 在步进电机定子上有三对磁极，磁极上有绕组，分别称为U相、V相和W相，而转子则是一个带槽的铁心，这种称为三相步进电机。如果绕组中通以直流电，就会产生磁场，当U、V、W三个磁极的绕组依次轮流通电，则U、V、W三对磁极就会依次产生磁场吸引转子转动。 3.2.2 步进电机的使用特性 1）步距误差 步距误差直接影响执行部件的定位精度。步距电机单相通电时，步距误差决定于定子和转子的分齿精度和各项定子错位角度的精度。多相通电时，步距角不仅和加工装配精度有关，还和各相电流的大小、磁路性能等因素有关。 2）最高启动频率和工作效率 空载时，步进电机由静止突然启动，并不失步地进入稳速运行，所允许的启动频率的最高值称为最高启动频率。 3）输出的转矩-频率特性 步进电机的定子绕本身就是一个电感性负载，输入频率越高，励磁电流就越小。另外，频率越高，由于磁通量的变化加剧，以至与铁芯的涡流损失加大。因此，输入频率增高后，输出力矩要降低。 3.3 环形分配器 步进电机在一个脉冲的作用下，转过一个相应的步距角，因而只要控制一定的脉冲数，即可精确控制步进电机转过的相应角度。但步进电机的各绕组必须按一定的顺序通电才能正确工作，这种使电机绕组的通电顺序按输入脉冲的控制而循环变化的装置称为脉冲分配器，又称环形分配器。 实现环形分配的方法有三种： 1）采用计算机软件分配 这种方法能充分利用计算机软件资源以减少硬件成本。但由于软件分配会占用计算机的运行时间，因而会使插补一次的总时间增加，从而影响步进电机的运行速度。 2）采用小规模集成电路搭接一个硬件分配器 该方法灵活性很大，可搭成任意相任意通电的环形分配器，同时在工作时不占用计算机的工作时间，使插补的工作有所加快。 (责任编辑：qin) |