步進電機轉速計算的方法

2019-01-23 10:18??| 打印 | 返回
      剛接觸步進電機的客戶通常會有設備上步進電機運行轉速是多少的疑問,在這里漢德保(HDB)電機工程師整理了有關步進電機轉速的相關計算公式,供大家參考。
1,常用計算公式:
轉速:電機每分鐘旋轉圈數,常用單位: 轉/分(rpm 或 r/min.)。
       rpm : revolution  per  mintue
       轉/分 = 轉/秒×60              轉/秒(rps 或 r/sec.)
頻率:控制器每秒發出脈沖數,常用單位: 脈沖/秒 (pps 或Hz)。
       pps : pulse per second
細分:常用步進驅動器設置的每轉脈沖數來表示,常用單位:脈沖/轉 (ppr 或 pulse/rev.)
       ppr : pulse per revolution
    (注:細分數實際是指通過電子技術將步進電機固有的每一步細分成的更多步數,但目前國內為了使用和計算方便而按上述每轉脈沖數來標注。)
傳動比:從動輪齒數(或直徑)與主動輪齒數(或直徑)的比值,通常用i表示。
       同步傳動i=1;減速傳動i>1;增速傳動i<1 。按此定義減速機的傳動比(即減速比)是大于1的。
2,已知角度和時間計算轉速:
  ( 1轉 = 360度 )
3,已知長度和時間計算轉速:
4,已知行程長度和絲桿導程和時間計算轉速:
導程:螺紋環繞螺桿一周的距離叫導程。通常用S表示。單線螺紋(常用)的導程等于螺距P,多線螺紋的導程等于頭數(n)乘以螺距,即 S=n×P。
注:以上2,3,4公式算的是平均轉速。如是變速運動,請根據運動學公式計算最大轉速。
附注:
周期:事物在運動、變化過程中,某些特征多次重復出現,其連續兩次出現之間所經過的時間叫“周期”,常用T表示。
頻率:物質在1s內完成周期性變化的次數叫做頻率,常用f表示(f = 1/T)。單位為秒分之一,符號為s-1。為了紀念德國物理學家赫茲的貢獻,人們把頻率的單位命名為赫茲,簡稱“赫”,符號為Hz。每個物體都有由它本身性質決定的與振幅無關的頻率,叫做固有頻率。
信號:信號是帶有信息(如語言、音樂、圖像、數據等)的隨時間(和空間)變化的物理量或物理現象,其隨時間t變化的圖像稱為信號的波形。
脈沖:科技名詞,主要指一個物理量在短持續時間內突變后迅速回到其初始狀態的過程。
脈沖信號: 瞬間突然變化,作用時間極短的電壓或電流稱為脈沖信號。
    可以是周期性重復的,也可以是非周期性的或單次的。脈沖信號是一種離散信號(數字信號),形狀多種多樣,與普通模擬信號(如正弦波)相比,波形之間在時間軸不連續(波形與波形之間有明顯的間隔)但具有一定的周期性是它的特點。最常見的脈沖波是矩形波(方波)。
    在電子技術中,脈沖信號是一個按一定電壓幅度,一定時間間隔連續發出的電信號。
    脈沖信號之間的時間間隔稱為脈沖周期;而將在單位時間(通常指1秒)內所產生的脈沖個數稱為脈沖頻率。
    頻率是描述周期性循環信號(包括脈沖信號)在單位時間內所出現的次數多少的計量名稱;頻率的標準計量單位是Hz(赫)。頻率在數學表達式中用“f”表示,其相應的單位有:Hz(赫)、kHz(千赫)、MHz(兆赫)、GHz(吉赫)。其1GHz=1000MHz,1MHz=1000kHz,1kHz=1000Hz。計算脈沖信號周期的時間單位及相應的換算關系是:s(秒)、ms(毫秒)、μs(微秒)、ns(納秒),其中:1s=1000ms,1ms=1000μs,1μs=1000ns。
細分驅動(微步驅動):將一個步距角細分成若干小步的驅動,微步驅動技術是一種電流波形控制技術。
其基本思想是控制每相繞組電流的波形,使其階梯上升或下降,即在0和最大值之間給出多個穩定的中間狀態,定子磁場的旋轉過程中也就有了多個穩定的中間狀態,對應于電機轉子旋轉的步數增多、步距角減小。采用細分驅動技術可以大大提高步進電機的步矩分辨率,減小轉矩波動,避免低頻共振及降低運行噪聲 。
步進電機驅動器:是一種能使步進電機運轉的功率放大器,能把控制器發來的脈沖信號轉化為步進電機的角位移。主要由相序邏輯控制電路(環形分配器)和功率放大電路兩部分組成。
步進電機控制器:給步進驅動器提供運轉和方向等運動狀態的脈沖發生器。通常由PLC或者運動控制卡,單片機來做控制器。
螺距:螺距指的是螺紋上相鄰兩牙對應點的軸向距離,代號是P。