技術(shù)分享
當(dāng)前位置:三菱PLC > 技術(shù)服務(wù) > 技術(shù)分享三菱步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動常見問題解答
1、什么是三菱步進(jìn)電機(jī)?
三菱步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu),是三菱是伺服電機(jī)的一種!通俗一點講:當(dāng)步
進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號,就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(即步距角)。
步進(jìn)電機(jī)適用于精確調(diào)速和定位的場合:通過控制上位機(jī)發(fā)出的脈沖的頻率變化控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和
加速度,達(dá)到調(diào)速的目的;通過控制上位機(jī)發(fā)出的脈沖的個數(shù)控制電機(jī)角位移量,達(dá)到精確定位的目的
。上位機(jī)類型有 PLC、運動控制器、運動控制板卡、單片機(jī)等。
2、步進(jìn)電機(jī)分哪幾種
步進(jìn)電機(jī)分三種:永磁式(PM),反應(yīng)式(VR)和混合式(HB)。
永磁式步進(jìn)電機(jī)一般為兩相步進(jìn)電機(jī),轉(zhuǎn)矩和體積較小,步距角一般為 7.5°或
15°。
反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)一般為三相步進(jìn)電機(jī),可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出,步距角一般為 1.5°,
但噪聲和振動都很大,
在歐美等發(fā)達(dá)國家 80 年代已被淘汰。
混合式步進(jìn)是吸取了永磁式和反應(yīng)式優(yōu)點、結(jié)構(gòu)更加先進(jìn)的類型,應(yīng)用最為廣泛。
混合式步進(jìn)電機(jī)從類型上可以分為兩相、三相和五相,通常采用的步距角如下:
兩相整步步距角為 1.8°,三相整步步距角為 1.2°,五相整步步距角為 0.72°。
3、三菱步進(jìn)電機(jī)的"保持轉(zhuǎn)矩"和"定位轉(zhuǎn)矩"有何不同?
保持轉(zhuǎn)矩是指電機(jī)各相繞組通額定電流,且處于靜態(tài)鎖定狀態(tài)時,電機(jī)所能輸出的最
大轉(zhuǎn)矩。是電機(jī)選型時最重要的參數(shù)之一。
定位轉(zhuǎn)矩是指電機(jī)各相繞組不通電且處于開路狀態(tài)時,由于混合式電機(jī)轉(zhuǎn)子上有永
磁材料產(chǎn)生磁場,從而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。一般定位轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)小于保持轉(zhuǎn)矩。是否存在定位轉(zhuǎn)矩是混
合式步進(jìn)電機(jī)區(qū)別于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的重要標(biāo)志。
4、三菱步進(jìn)電機(jī)的精度為多少?是否累積?
一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步距角的 3~5%,且不累積。
5、三菱步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱是否屬于正常現(xiàn)象,一般溫度范圍是多少?
步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用場合一般追求定位精度和力矩輸出,效率比較低,電流比較大,且諧波
成分高,電流交變的頻率也隨轉(zhuǎn)速而變化,因而步進(jìn)電機(jī)普遍存在發(fā)熱情況,且情況比一般
交流電機(jī)嚴(yán)重。步進(jìn)電機(jī)表面溫度在 60~70 度都是正常的。
6、如何改變步進(jìn)電機(jī)的方向?
1)可以通過改變上位機(jī)的方向信號使電機(jī)改變方向。
2)可以調(diào)整電機(jī)的接線來改變方向,具體做法如下:
對于兩相電機(jī),只需將其中一相的電機(jī)線交換接入驅(qū)動器即可,如 A+和 A-交換。
對于三相電機(jī),將任意兩相的電機(jī)線交換, 如:U、V、W 三相,交換 U、V 兩相就可。對于五相電機(jī)
,將原相序 A、B、C、D、E 改為 E、D、C、B、A 接入驅(qū)動器即可。
7、為什么三菱步進(jìn)電機(jī)通電后,電機(jī)不能正常運行?
有以下幾種原因會造成電機(jī)運行不正常:
1)上位機(jī)是否有脈沖信號給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器,脈沖信號接線是否有問題。
2)電機(jī)線接線是否正確。
3)是否過載、堵轉(zhuǎn)(此時電機(jī)有嘯叫聲,聲音會隨頻率的變化而變化)。
4)電機(jī)是否處于脫機(jī)狀態(tài)。
8、三菱步進(jìn)電機(jī)抖動,不能連續(xù)運行,怎么辦?
遇到這種情況,首先檢查電機(jī)線與驅(qū)動器連接有沒有接錯;檢查輸入脈沖信號的頻率
是否太高;是否升降頻控制不合理;判斷電機(jī)轉(zhuǎn)速是否在振動區(qū)內(nèi)。
9、三菱步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的脫機(jī)信號 FREE 一般在什么情況下使用?
當(dāng)脫機(jī)信號 FREE 為低電平時,驅(qū)動器輸出到電機(jī)的電流被切斷,電機(jī)轉(zhuǎn)子處于自由
狀態(tài)(脫機(jī)狀態(tài))。在有些自動化設(shè)備中,如果在驅(qū)動器不斷電的情況下要求直接轉(zhuǎn)動電機(jī)
軸(手動方式),就可以將 FREE 信號置低,使電機(jī)脫機(jī),進(jìn)行手動操作或調(diào)節(jié)。手動完成
后,再將 FREE 信號置高,以繼續(xù)自動控制。 在電磁干擾比較大的場合,如果用不到脫機(jī)信
號,建議 FREE+與 FREE-用導(dǎo)線短接或者 COM 與 FREE 短接,防止 FREE 信號受到外界干擾到
10、如何選擇三菱步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的供電電壓?
電源電壓通常根據(jù)電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速和響應(yīng)要求來選擇。如果電機(jī)工作轉(zhuǎn)速較高或響應(yīng)
要求較快,那么電壓取值也高,但需注意電源電壓的紋波不能超過驅(qū)動器的最大輸入電壓,
否則可能損壞驅(qū)動器。如果選擇較低的電壓則有利于步機(jī)電機(jī)的平穩(wěn)運行,振動小。
11、如何選擇三菱步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的供電電源?
首先確定驅(qū)動器的供電電壓,然后確定工作電流;供電電源電流一般根據(jù)驅(qū)動器的輸出
相電流來確定。如果采用線性電源,電源電流一般可取驅(qū)動器輸出相電流的 1.1~1.3 倍;
如果采用開關(guān)電源,電源電流一般可取驅(qū)動器輸出相電流的 1.5~2.0 倍。
12、細(xì)分三菱驅(qū)動器的細(xì)分是否能提高精度?
細(xì)分也叫微步,主要目的是削弱步進(jìn)電機(jī)的低頻振動和噪音。采用細(xì)分可以提高電機(jī)
的分辨率,即每個脈沖轉(zhuǎn)過的步距角更小,比如對步距角為 1.8°的兩相混合式步進(jìn)電機(jī),
如果驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)置為 4,那么每個脈沖使電機(jī)旋轉(zhuǎn) 0.45°,電機(jī)的分辨率也就為
0.45°,但是電機(jī)的定位精度能否達(dá)到或接近 0.45°,還取決于細(xì)分驅(qū)動器的細(xì)分電流控
制精度等其它因素。不同廠家的細(xì)分驅(qū)動器精度可能差別很大,細(xì)分?jǐn)?shù)越大精度越難控制。
13、為什么三菱步進(jìn)電機(jī)的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降?
當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動時,電機(jī)各相繞組中會產(chǎn)生反向電動勢,頻率越高,反向電動勢越大。
在它的作用下,電機(jī)的相電流隨頻率(或速度)的升高而減小,從而導(dǎo)致力矩下降。
14、為什么三菱步進(jìn)電機(jī)低速時可以正常運轉(zhuǎn),但若高于一定速度
就無法啟動,并伴有嘯叫聲?
步進(jìn)電機(jī)有一個技術(shù)參數(shù):空載啟動頻率,即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動的
脈沖頻率??蛰d啟動頻率是在一定的細(xì)分、驅(qū)動電壓等條件下測得的數(shù)據(jù),當(dāng)用戶采用的細(xì)
分?jǐn)?shù)不同時,該值也會有變化,把空載啟動率轉(zhuǎn)化為空載啟動轉(zhuǎn)速會有助于實際的應(yīng)用。空
載啟動轉(zhuǎn)速(或?qū)?yīng)于某細(xì)分下的空載啟動頻率)也受驅(qū)動電壓的影響,電壓越高空載啟動
轉(zhuǎn)速相對越高。
如果電機(jī)啟動時高于空載啟動轉(zhuǎn)速,則不能正常啟動,可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有
負(fù)載的情況下,啟動轉(zhuǎn)速(也就是啟動頻率)應(yīng)該更低。如果要使電機(jī)高速轉(zhuǎn)動,脈沖頻率
應(yīng)該有加速過程,即啟動頻率較低,然后按一定加速度升到所希望的高頻(電機(jī)轉(zhuǎn)速從低速
升到高速)。
15、如何克服步進(jìn)電機(jī)在低速運轉(zhuǎn)時的振動和噪聲?
步進(jìn)電機(jī)低速轉(zhuǎn)動時振動和噪聲大是其固有的缺點,一般可采用以下方案來克服:
1)采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動器,這是最常用的、最簡便的方法。
2)如果步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速正好工作在振動區(qū)內(nèi),可通過改變機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的減速比從而改變電
機(jī)轉(zhuǎn)速的方式
避開振動區(qū)。
3)換成三菱交流伺服電機(jī),可以克服振動和噪音。
三菱步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu),是三菱是伺服電機(jī)的一種!通俗一點講:當(dāng)步
進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號,就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(即步距角)。
步進(jìn)電機(jī)適用于精確調(diào)速和定位的場合:通過控制上位機(jī)發(fā)出的脈沖的頻率變化控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和
加速度,達(dá)到調(diào)速的目的;通過控制上位機(jī)發(fā)出的脈沖的個數(shù)控制電機(jī)角位移量,達(dá)到精確定位的目的
。上位機(jī)類型有 PLC、運動控制器、運動控制板卡、單片機(jī)等。
2、步進(jìn)電機(jī)分哪幾種
步進(jìn)電機(jī)分三種:永磁式(PM),反應(yīng)式(VR)和混合式(HB)。
永磁式步進(jìn)電機(jī)一般為兩相步進(jìn)電機(jī),轉(zhuǎn)矩和體積較小,步距角一般為 7.5°或
15°。
反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)一般為三相步進(jìn)電機(jī),可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出,步距角一般為 1.5°,
但噪聲和振動都很大,
在歐美等發(fā)達(dá)國家 80 年代已被淘汰。
混合式步進(jìn)是吸取了永磁式和反應(yīng)式優(yōu)點、結(jié)構(gòu)更加先進(jìn)的類型,應(yīng)用最為廣泛。
混合式步進(jìn)電機(jī)從類型上可以分為兩相、三相和五相,通常采用的步距角如下:
兩相整步步距角為 1.8°,三相整步步距角為 1.2°,五相整步步距角為 0.72°。
3、三菱步進(jìn)電機(jī)的"保持轉(zhuǎn)矩"和"定位轉(zhuǎn)矩"有何不同?
保持轉(zhuǎn)矩是指電機(jī)各相繞組通額定電流,且處于靜態(tài)鎖定狀態(tài)時,電機(jī)所能輸出的最
大轉(zhuǎn)矩。是電機(jī)選型時最重要的參數(shù)之一。
定位轉(zhuǎn)矩是指電機(jī)各相繞組不通電且處于開路狀態(tài)時,由于混合式電機(jī)轉(zhuǎn)子上有永
磁材料產(chǎn)生磁場,從而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。一般定位轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)小于保持轉(zhuǎn)矩。是否存在定位轉(zhuǎn)矩是混
合式步進(jìn)電機(jī)區(qū)別于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的重要標(biāo)志。
4、三菱步進(jìn)電機(jī)的精度為多少?是否累積?
一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步距角的 3~5%,且不累積。
5、三菱步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱是否屬于正常現(xiàn)象,一般溫度范圍是多少?
步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用場合一般追求定位精度和力矩輸出,效率比較低,電流比較大,且諧波
成分高,電流交變的頻率也隨轉(zhuǎn)速而變化,因而步進(jìn)電機(jī)普遍存在發(fā)熱情況,且情況比一般
交流電機(jī)嚴(yán)重。步進(jìn)電機(jī)表面溫度在 60~70 度都是正常的。
6、如何改變步進(jìn)電機(jī)的方向?
1)可以通過改變上位機(jī)的方向信號使電機(jī)改變方向。
2)可以調(diào)整電機(jī)的接線來改變方向,具體做法如下:
對于兩相電機(jī),只需將其中一相的電機(jī)線交換接入驅(qū)動器即可,如 A+和 A-交換。
對于三相電機(jī),將任意兩相的電機(jī)線交換, 如:U、V、W 三相,交換 U、V 兩相就可。對于五相電機(jī)
,將原相序 A、B、C、D、E 改為 E、D、C、B、A 接入驅(qū)動器即可。
7、為什么三菱步進(jìn)電機(jī)通電后,電機(jī)不能正常運行?
有以下幾種原因會造成電機(jī)運行不正常:
1)上位機(jī)是否有脈沖信號給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器,脈沖信號接線是否有問題。
2)電機(jī)線接線是否正確。
3)是否過載、堵轉(zhuǎn)(此時電機(jī)有嘯叫聲,聲音會隨頻率的變化而變化)。
4)電機(jī)是否處于脫機(jī)狀態(tài)。
8、三菱步進(jìn)電機(jī)抖動,不能連續(xù)運行,怎么辦?
遇到這種情況,首先檢查電機(jī)線與驅(qū)動器連接有沒有接錯;檢查輸入脈沖信號的頻率
是否太高;是否升降頻控制不合理;判斷電機(jī)轉(zhuǎn)速是否在振動區(qū)內(nèi)。
9、三菱步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的脫機(jī)信號 FREE 一般在什么情況下使用?
當(dāng)脫機(jī)信號 FREE 為低電平時,驅(qū)動器輸出到電機(jī)的電流被切斷,電機(jī)轉(zhuǎn)子處于自由
狀態(tài)(脫機(jī)狀態(tài))。在有些自動化設(shè)備中,如果在驅(qū)動器不斷電的情況下要求直接轉(zhuǎn)動電機(jī)
軸(手動方式),就可以將 FREE 信號置低,使電機(jī)脫機(jī),進(jìn)行手動操作或調(diào)節(jié)。手動完成
后,再將 FREE 信號置高,以繼續(xù)自動控制。 在電磁干擾比較大的場合,如果用不到脫機(jī)信
號,建議 FREE+與 FREE-用導(dǎo)線短接或者 COM 與 FREE 短接,防止 FREE 信號受到外界干擾到
10、如何選擇三菱步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的供電電壓?
電源電壓通常根據(jù)電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速和響應(yīng)要求來選擇。如果電機(jī)工作轉(zhuǎn)速較高或響應(yīng)
要求較快,那么電壓取值也高,但需注意電源電壓的紋波不能超過驅(qū)動器的最大輸入電壓,
否則可能損壞驅(qū)動器。如果選擇較低的電壓則有利于步機(jī)電機(jī)的平穩(wěn)運行,振動小。
11、如何選擇三菱步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的供電電源?
首先確定驅(qū)動器的供電電壓,然后確定工作電流;供電電源電流一般根據(jù)驅(qū)動器的輸出
相電流來確定。如果采用線性電源,電源電流一般可取驅(qū)動器輸出相電流的 1.1~1.3 倍;
如果采用開關(guān)電源,電源電流一般可取驅(qū)動器輸出相電流的 1.5~2.0 倍。
12、細(xì)分三菱驅(qū)動器的細(xì)分是否能提高精度?
細(xì)分也叫微步,主要目的是削弱步進(jìn)電機(jī)的低頻振動和噪音。采用細(xì)分可以提高電機(jī)
的分辨率,即每個脈沖轉(zhuǎn)過的步距角更小,比如對步距角為 1.8°的兩相混合式步進(jìn)電機(jī),
如果驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)置為 4,那么每個脈沖使電機(jī)旋轉(zhuǎn) 0.45°,電機(jī)的分辨率也就為
0.45°,但是電機(jī)的定位精度能否達(dá)到或接近 0.45°,還取決于細(xì)分驅(qū)動器的細(xì)分電流控
制精度等其它因素。不同廠家的細(xì)分驅(qū)動器精度可能差別很大,細(xì)分?jǐn)?shù)越大精度越難控制。
13、為什么三菱步進(jìn)電機(jī)的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降?
當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動時,電機(jī)各相繞組中會產(chǎn)生反向電動勢,頻率越高,反向電動勢越大。
在它的作用下,電機(jī)的相電流隨頻率(或速度)的升高而減小,從而導(dǎo)致力矩下降。
14、為什么三菱步進(jìn)電機(jī)低速時可以正常運轉(zhuǎn),但若高于一定速度
就無法啟動,并伴有嘯叫聲?
步進(jìn)電機(jī)有一個技術(shù)參數(shù):空載啟動頻率,即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動的
脈沖頻率??蛰d啟動頻率是在一定的細(xì)分、驅(qū)動電壓等條件下測得的數(shù)據(jù),當(dāng)用戶采用的細(xì)
分?jǐn)?shù)不同時,該值也會有變化,把空載啟動率轉(zhuǎn)化為空載啟動轉(zhuǎn)速會有助于實際的應(yīng)用。空
載啟動轉(zhuǎn)速(或?qū)?yīng)于某細(xì)分下的空載啟動頻率)也受驅(qū)動電壓的影響,電壓越高空載啟動
轉(zhuǎn)速相對越高。
如果電機(jī)啟動時高于空載啟動轉(zhuǎn)速,則不能正常啟動,可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有
負(fù)載的情況下,啟動轉(zhuǎn)速(也就是啟動頻率)應(yīng)該更低。如果要使電機(jī)高速轉(zhuǎn)動,脈沖頻率
應(yīng)該有加速過程,即啟動頻率較低,然后按一定加速度升到所希望的高頻(電機(jī)轉(zhuǎn)速從低速
升到高速)。
15、如何克服步進(jìn)電機(jī)在低速運轉(zhuǎn)時的振動和噪聲?
步進(jìn)電機(jī)低速轉(zhuǎn)動時振動和噪聲大是其固有的缺點,一般可采用以下方案來克服:
1)采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動器,這是最常用的、最簡便的方法。
2)如果步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速正好工作在振動區(qū)內(nèi),可通過改變機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的減速比從而改變電
機(jī)轉(zhuǎn)速的方式
避開振動區(qū)。
3)換成三菱交流伺服電機(jī),可以克服振動和噪音。
4)在電機(jī)軸上加磁性阻尼器,市場上有這種產(chǎn)品,但機(jī)械結(jié)構(gòu)改變較大。
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