三菱步進電機及驅動常見問題解答
1、什么是三菱步進電機?
三菱步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構,是三菱是伺服電機的一種!通俗一點講:當步
進電機驅動器接收到一個脈沖信號,就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度(即步距角)。
步進電機適用于精確調速和定位的場合:通過控制上位機發出的脈沖的頻率變化控制電機轉動的速度和
加速度,達到調速的目的;通過控制上位機發出的脈沖的個數控制電機角位移量,達到精確定位的目的
。上位機類型有 PLC、運動控制器、運動控制板卡、單片機等。
2、步進電機分哪幾種
步進電機分三種:永磁式(PM),反應式(VR)和混合式(HB)。
永磁式步進電機一般為兩相步進電機,轉矩和體積較小,步距角一般為 7.5°或
15°。
反應式步進電機一般為三相步進電機,可實現大轉矩輸出,步距角一般為 1.5°,
但噪聲和振動都很大,
在歐美等發達國家 80 年代已被淘汰。
混合式步進是吸取了永磁式和反應式優點、結構更加先進的類型,應用最為廣泛。
混合式步進電機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、三菱步進電機的"保持轉矩"和"定位轉矩"有何不同?
保持轉矩是指電機各相繞組通額定電流,且處于靜態鎖定狀態時,電機所能輸出的最
大轉矩。是電機選型時最重要的參數之一。
定位轉矩是指電機各相繞組不通電且處于開路狀態時,由于混合式電機轉子上有永
磁材料產生磁場,從而產生的轉矩。一般定位轉矩遠小于保持轉矩。是否存在定位轉矩是混
合式步進電機區別于反應式步進電機的重要標志。
4、三菱步進電機的精度為多少?是否累積?
一般步進電機的精度為步距角的 3~5%,且不累積。
5、三菱步進電機發熱是否屬于正常現象,一般溫度范圍是多少?
步進電機應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速而變化,因而步進電機普遍存在發熱情況,且情況比一般
交流電機嚴重。步進電機表面溫度在 60~70 度都是正常的。
6、如何改變步進電機的方向?
1)可以通過改變上位機的方向信號使電機改變方向。
2)可以調整電機的接線來改變方向,具體做法如下:
對于兩相電機,只需將其中一相的電機線交換接入驅動器即可,如 A+和 A-交換。
對于三相電機,將任意兩相的電機線交換, 如:U、V、W 三相,交換 U、V 兩相就可。對于五相電機
,將原相序 A、B、C、D、E 改為 E、D、C、B、A 接入驅動器即可。
7、為什么三菱步進電機通電后,電機不能正常運行?
有以下幾種原因會造成電機運行不正常:
1)上位機是否有脈沖信號給步進電機驅動器,脈沖信號接線是否有問題。
2)電機線接線是否正確。
3)是否過載、堵轉(此時電機有嘯叫聲,聲音會隨頻率的變化而變化)。
4)電機是否處于脫機狀態。
8、三菱步進電機抖動,不能連續運行,怎么辦?
遇到這種情況,首先檢查電機線與驅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;判斷電機轉速是否在振動區內。
9、三菱步進電機驅動器的脫機信號 FREE 一般在什么情況下使用?
當脫機信號 FREE 為低電平時,驅動器輸出到電機的電流被切斷,電機轉子處于自由
狀態(脫機狀態)。在有些自動化設備中,如果在驅動器不斷電的情況下要求直接轉動電機
軸(手動方式),就可以將 FREE 信號置低,使電機脫機,進行手動操作或調節。手動完成
后,再將 FREE 信號置高,以繼續自動控制。 在電磁干擾比較大的場合,如果用不到脫機信
號,建議 FREE+與 FREE-用導線短接或者 COM 與 FREE 短接,防止 FREE 信號受到外界干擾到
10、如何選擇三菱步進電機驅動器的供電電壓?
電源電壓通常根據電機的工作轉速和響應要求來選擇。如果電機工作轉速較高或響應
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動器的最大輸入電壓,
否則可能損壞驅動器。如果選擇較低的電壓則有利于步機電機的平穩運行,振動小。
11、如何選擇三菱步進電機驅動器的供電電源?
首先確定驅動器的供電電壓,然后確定工作電流;供電電源電流一般根據驅動器的輸出
相電流來確定。如果采用線性電源,電源電流一般可取驅動器輸出相電流的 1.1~1.3 倍;
如果采用開關電源,電源電流一般可取驅動器輸出相電流的 1.5~2.0 倍。
12、細分三菱驅動器的細分是否能提高精度?
細分也叫微步,主要目的是削弱步進電機的低頻振動和噪音。采用細分可以提高電機
的分辨率,即每個脈沖轉過的步距角更小,比如對步距角為 1.8°的兩相混合式步進電機,
如果驅動器的細分數設置為 4,那么每個脈沖使電機旋轉 0.45°,電機的分辨率也就為
0.45°,但是電機的定位精度能否達到或接近 0.45°,還取決于細分驅動器的細分電流控
制精度等其它因素。不同廠家的細分驅動器精度可能差別很大,細分數越大精度越難控制。
13、為什么三菱步進電機的力矩會隨轉速的升高而下降?
當步進電機轉動時,電機各相繞組中會產生反向電動勢,頻率越高,反向電動勢越大。
在它的作用下,電機的相電流隨頻率(或速度)的升高而減小,從而導致力矩下降。
14、為什么三菱步進電機低速時可以正常運轉,但若高于一定速度
就無法啟動,并伴有嘯叫聲?
步進電機有一個技術參數:空載啟動頻率,即步進電機在空載情況下能夠正常啟動的
脈沖頻率。空載啟動頻率是在一定的細分、驅動電壓等條件下測得的數據,當用戶采用的細
分數不同時,該值也會有變化,把空載啟動率轉化為空載啟動轉速會有助于實際的應用。空
載啟動轉速(或對應于某細分下的空載啟動頻率)也受驅動電壓的影響,電壓越高空載啟動
轉速相對越高。
如果電機啟動時高于空載啟動轉速,則不能正常啟動,可能發生丟步或堵轉。在有
負載的情況下,啟動轉速(也就是啟動頻率)應該更低。如果要使電機高速轉動,脈沖頻率
應該有加速過程,即啟動頻率較低,然后按一定加速度升到所希望的高頻(電機轉速從低速
升到高速)。
15、如何克服步進電機在低速運轉時的振動和噪聲?
步進電機低速轉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)采用帶有細分功能的驅動器,這是最常用的、最簡便的方法。
2)如果步進電機轉速正好工作在振動區內,可通過改變機械傳動機構的減速比從而改變電
機轉速的方式
避開振動區。
3)換成三菱交流伺服電機,可以克服振動和噪音。
三菱步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構,是三菱是伺服電機的一種!通俗一點講:當步
進電機驅動器接收到一個脈沖信號,就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度(即步距角)。
步進電機適用于精確調速和定位的場合:通過控制上位機發出的脈沖的頻率變化控制電機轉動的速度和
加速度,達到調速的目的;通過控制上位機發出的脈沖的個數控制電機角位移量,達到精確定位的目的
。上位機類型有 PLC、運動控制器、運動控制板卡、單片機等。
2、步進電機分哪幾種
步進電機分三種:永磁式(PM),反應式(VR)和混合式(HB)。
永磁式步進電機一般為兩相步進電機,轉矩和體積較小,步距角一般為 7.5°或
15°。
反應式步進電機一般為三相步進電機,可實現大轉矩輸出,步距角一般為 1.5°,
但噪聲和振動都很大,
在歐美等發達國家 80 年代已被淘汰。
混合式步進是吸取了永磁式和反應式優點、結構更加先進的類型,應用最為廣泛。
混合式步進電機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、三菱步進電機的"保持轉矩"和"定位轉矩"有何不同?
保持轉矩是指電機各相繞組通額定電流,且處于靜態鎖定狀態時,電機所能輸出的最
大轉矩。是電機選型時最重要的參數之一。
定位轉矩是指電機各相繞組不通電且處于開路狀態時,由于混合式電機轉子上有永
磁材料產生磁場,從而產生的轉矩。一般定位轉矩遠小于保持轉矩。是否存在定位轉矩是混
合式步進電機區別于反應式步進電機的重要標志。
4、三菱步進電機的精度為多少?是否累積?
一般步進電機的精度為步距角的 3~5%,且不累積。
5、三菱步進電機發熱是否屬于正常現象,一般溫度范圍是多少?
步進電機應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速而變化,因而步進電機普遍存在發熱情況,且情況比一般
交流電機嚴重。步進電機表面溫度在 60~70 度都是正常的。
6、如何改變步進電機的方向?
1)可以通過改變上位機的方向信號使電機改變方向。
2)可以調整電機的接線來改變方向,具體做法如下:
對于兩相電機,只需將其中一相的電機線交換接入驅動器即可,如 A+和 A-交換。
對于三相電機,將任意兩相的電機線交換, 如:U、V、W 三相,交換 U、V 兩相就可。對于五相電機
,將原相序 A、B、C、D、E 改為 E、D、C、B、A 接入驅動器即可。
7、為什么三菱步進電機通電后,電機不能正常運行?
有以下幾種原因會造成電機運行不正常:
1)上位機是否有脈沖信號給步進電機驅動器,脈沖信號接線是否有問題。
2)電機線接線是否正確。
3)是否過載、堵轉(此時電機有嘯叫聲,聲音會隨頻率的變化而變化)。
4)電機是否處于脫機狀態。
8、三菱步進電機抖動,不能連續運行,怎么辦?
遇到這種情況,首先檢查電機線與驅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;判斷電機轉速是否在振動區內。
9、三菱步進電機驅動器的脫機信號 FREE 一般在什么情況下使用?
當脫機信號 FREE 為低電平時,驅動器輸出到電機的電流被切斷,電機轉子處于自由
狀態(脫機狀態)。在有些自動化設備中,如果在驅動器不斷電的情況下要求直接轉動電機
軸(手動方式),就可以將 FREE 信號置低,使電機脫機,進行手動操作或調節。手動完成
后,再將 FREE 信號置高,以繼續自動控制。 在電磁干擾比較大的場合,如果用不到脫機信
號,建議 FREE+與 FREE-用導線短接或者 COM 與 FREE 短接,防止 FREE 信號受到外界干擾到
10、如何選擇三菱步進電機驅動器的供電電壓?
電源電壓通常根據電機的工作轉速和響應要求來選擇。如果電機工作轉速較高或響應
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動器的最大輸入電壓,
否則可能損壞驅動器。如果選擇較低的電壓則有利于步機電機的平穩運行,振動小。
11、如何選擇三菱步進電機驅動器的供電電源?
首先確定驅動器的供電電壓,然后確定工作電流;供電電源電流一般根據驅動器的輸出
相電流來確定。如果采用線性電源,電源電流一般可取驅動器輸出相電流的 1.1~1.3 倍;
如果采用開關電源,電源電流一般可取驅動器輸出相電流的 1.5~2.0 倍。
12、細分三菱驅動器的細分是否能提高精度?
細分也叫微步,主要目的是削弱步進電機的低頻振動和噪音。采用細分可以提高電機
的分辨率,即每個脈沖轉過的步距角更小,比如對步距角為 1.8°的兩相混合式步進電機,
如果驅動器的細分數設置為 4,那么每個脈沖使電機旋轉 0.45°,電機的分辨率也就為
0.45°,但是電機的定位精度能否達到或接近 0.45°,還取決于細分驅動器的細分電流控
制精度等其它因素。不同廠家的細分驅動器精度可能差別很大,細分數越大精度越難控制。
13、為什么三菱步進電機的力矩會隨轉速的升高而下降?
當步進電機轉動時,電機各相繞組中會產生反向電動勢,頻率越高,反向電動勢越大。
在它的作用下,電機的相電流隨頻率(或速度)的升高而減小,從而導致力矩下降。
14、為什么三菱步進電機低速時可以正常運轉,但若高于一定速度
就無法啟動,并伴有嘯叫聲?
步進電機有一個技術參數:空載啟動頻率,即步進電機在空載情況下能夠正常啟動的
脈沖頻率。空載啟動頻率是在一定的細分、驅動電壓等條件下測得的數據,當用戶采用的細
分數不同時,該值也會有變化,把空載啟動率轉化為空載啟動轉速會有助于實際的應用。空
載啟動轉速(或對應于某細分下的空載啟動頻率)也受驅動電壓的影響,電壓越高空載啟動
轉速相對越高。
如果電機啟動時高于空載啟動轉速,則不能正常啟動,可能發生丟步或堵轉。在有
負載的情況下,啟動轉速(也就是啟動頻率)應該更低。如果要使電機高速轉動,脈沖頻率
應該有加速過程,即啟動頻率較低,然后按一定加速度升到所希望的高頻(電機轉速從低速
升到高速)。
15、如何克服步進電機在低速運轉時的振動和噪聲?
步進電機低速轉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)采用帶有細分功能的驅動器,這是最常用的、最簡便的方法。
2)如果步進電機轉速正好工作在振動區內,可通過改變機械傳動機構的減速比從而改變電
機轉速的方式
避開振動區。
3)換成三菱交流伺服電機,可以克服振動和噪音。
4)在電機軸上加磁性阻尼器,市場上有這種產品,但機械結構改變較大。
深圳市海藍機電設備有限公司(www.dz129.cn)為三菱的授權代理商,十七年專業經營:三菱變頻器、三菱plc、三菱觸摸屏、三菱伺服電機等工控自動化產品的批發和零售工作,訂購熱線400-8819-130 。
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