是否可以驱动大于1000 rpm的步进电机?


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  • 我怎样才能做到这一点?
  • 在设计实现该目标的电路时,我必须牢记的步进电动机的事实和原理是什么?
  • 是否有任何现成的/开源的替代方案和电路可用来完成此任务?
  • 我是否需要设计齿轮减速和非齿轮减速步进电机?

Answers:


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如何驱动大于1000 rpm的步进电机?

每转200步的电动机,以1,000 RPM的速度运行,必须有一个步进驱动器,该步进驱动器必须能够以3.4kHz的频率执行完整的步进,这完全在大多数电动机驱动电路的范围内。

但是,请记住,如果以3.4kHz的频率启动电动机,电动机只会因惯性而振动-您不会以每小时60英里的速度启动汽车,而是从0开始并加速至60 MPH,否则只是旋转轮胎。

因此,您必须设计电路以将频率从0缓慢升高到3.4kHz,以使电动机可以保持足够的速度。这意味着您还必须考虑整个传动系统-步进电动机,齿轮,皮带以及步进电动机正在运行的其他任何部件。如果您要进行CNC,这可能是一个很大的平台,并且惯性可能需要非常缓慢的上升,以避免跳过步骤。

最后,如果电动机的功率不足以以1,000RPM的速度移动负载,那么您将需要功率更大的步进电动机。由于内部电机损耗,转矩随着速度的增加而下降。

在设计实现该目标的电路时,我必须牢记的步进电动机的事实和原理是什么?

壁虎对步进电动机基本的介绍。电源设计,使驱动器与电动机匹配,这样就不会因不匹配问题而损失太多功率,等等。了解基本知识后,请提出更详细的问题以获得具体答案。

是否有任何现成的/开源的替代方案和电路可用来完成此任务?

如果您正在运行低功耗设计,则RepRap项目具有一些合理的步进电机驱动器。另外,一个简单的Google搜索会提供很多开源的步进驱动程序信息。

由于您没有提供有关驾驶的内容以及所使用的电动机的更多详细信息,因此我无法提供任何具体建议。

我是否需要设计齿轮减速和非齿轮减速步进电机?

与驾驶员设计无关-唯一的区别是齿轮系增加了传动系统的质量,从而需要更慢的加速时间。

但是,齿轮系越大,您可能会遇到的反冲越多,因此,如果您需要速度精度,那么机械设计的内容就更多了。

但是,无论哪种情况,步进驱动器的设计都是相同的。

如果需要更高的速度和/或功率,则应考虑使用CNC伺服电机,而不是步进电机。


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壁虎文档的链接已失效。
Abdullah kahraman 2012年

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@abdullahkahraman我已经更新了链接。如果将来再次出现故障,请搜索“步进电机基础指南pdf”
亚当·戴维斯

由于PDF已删除,并且HTML版本现在可用,因此我再次修复了它。
Subin Sebastian

作为对一个问题的回应,该问题引起人们对以速度驱动步进器的关注,而该速度没有具体提及绕组电感或使用更高电压的斩波驱动器来克服它,因此,值得称赞的投票数有些不完整。所谓“转矩随速度下降” 并不是根本原因,而是采取措施克服绕组电感的结果,绕组电感在仅以稳态电压驱动时限制了每一步之后电流的上升,从而限制了产生的转矩。如果在较高的电压下施加额定电流,则转矩不会下降。
克里斯·斯特拉顿

@ChrisStratton你是对的。这个问题很基本,答案也很基本。您可能值得提出另一个问题,以更深入地研究高速步进驱动器设计,然后您可以回答并提供创建此类系统所需的详细信息。
亚当·戴维斯

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如果要高速驱动步进电机,则应使用恒流驱动器电路,因为高速运行所需的电压将比低速运行所需的电压大得多,并且驱动足够的电压如果电流不受限制,则在高速运转中进入失速的电动机会很快将其毁坏。如果使用限流电源,则电动机应继续提供期望的转矩,直到其足够快地运行以达到电源的顺从电压为止。


我认为这个答案提出的建议是使用能够在更高电压下工作的驱动器电路,以“克服”步进绕组的电感,从而在每一步开始时达到新的电流水平。一旦达到该电流水平,驱动器就会通过斩波来保持该电流水平(=对绕组的电压进行PWM调制)。这对于许多步进驱动器芯片的操作模式,如A4988和兼容机,以及各种较大东芝步进驱动....
gwideman

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市场上有大量恒定电流驱动器板。但是,以克服电感的方式可以完成的电压是有限的。在某些时候,电动机的选择变得非常重要。我不知道您的应用场合,但是满足您的扭矩要求的最低感应电动机最适合转速,但这可能意味着具有高惯性的大型电动机箱,因为它将利用直径或长距离吸引力的杠杆作用来获取扭矩强电磁体。如果像nema 17这样的小型电动机可以承受扭矩,则可以找到步进数较少的电动机,例如100或64。步进数较小可以提高速度。

请访问www.mycncuk.com/1524-What-size-stepper-motor-do-i-need需要进行计算


很老的帖子,但是我发现电感和RMF并不像想象中那么重要。在没有很大负载的情况下,我今天设法以11000 rpm的速度驱动SL42STH40。32V电源,全步模式下的DRV8825以及基于AVR定时器/中断的步信号生成。
towe
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