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解析SEW電機(jī)堵轉(zhuǎn)的原因與解決方法
在設(shè)備(電機(jī)和驅(qū)動器)沒有損壞的情況下,堵轉(zhuǎn)了就是電機(jī)轉(zhuǎn)矩不夠了,在步進(jìn)電機(jī)固定的情況下,影響轉(zhuǎn)矩的主要因素有轉(zhuǎn)速和電流,步進(jìn)電機(jī)的特性是轉(zhuǎn)速越高力矩越小,電流越小力矩越小。
SEW電機(jī)只能夠由數(shù)字信號控制運行的,當(dāng)脈沖提供給驅(qū)動器時,在過于短的時間里,控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖數(shù)太多,也就是脈沖頻率過高,將導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)堵轉(zhuǎn)。要解決這個問題,必須采用加減速的辦法。就是說,在步進(jìn)電機(jī)起步時,要給逐漸升高的脈沖頻率,減速時的脈沖頻率需要逐漸減低。這就是我們常說的“加減速”方法。
SEW電機(jī)轉(zhuǎn)速度,是根據(jù)輸入的脈沖信號的變化來改變的。從理論上講,給驅(qū)動器個脈沖,步進(jìn)電機(jī)就旋轉(zhuǎn)個步距角(細(xì)分時為個細(xì)分步距角)。實際上,如果脈沖信號變化太快,步進(jìn)電機(jī)由于內(nèi)部的反向電動勢的阻尼作用,轉(zhuǎn)子與定子之間的磁反應(yīng)將跟隨不上電信號的變化,將導(dǎo)致堵轉(zhuǎn)和丟步。
所以SEW電機(jī)在高速啟動時,需要采用脈沖頻率升速的方法,在停止時也要有降速過程,以實現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)精密定位控制。加速和減速的原理是樣的。下面就加速實例加以說明:
SEW電機(jī)加速過程,是由基礎(chǔ)頻率(低于步進(jìn)電機(jī)的直接起動)與跳變頻率(逐漸加快的頻率)組成加速曲線(降速過程反之)。跳變頻率是指步進(jìn)電機(jī)在基礎(chǔ)頻率上逐漸提高的頻率,此頻率不能太大,否則會產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)和丟步。加減速曲線般為指數(shù)曲線或經(jīng)過修調(diào)的指數(shù)曲線,當(dāng)然也可采用直線或正弦曲線等。使用單片機(jī)或者PLC,都能夠?qū)崿F(xiàn)加減速控制。對于不同負(fù)載、不同轉(zhuǎn)速,需要選擇合適的基礎(chǔ)頻率與跳變頻率,才能夠達(dá)到控制效果。指數(shù)曲線,在軟件編程中,算好時間常數(shù)存貯在計算機(jī)存貯器內(nèi),工作時指向選取。通常,完成步進(jìn)電機(jī)的加減速時間為300ms以上。如果使用過于短的加減速時間,對大多數(shù)步進(jìn)電機(jī)來說,很難實現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)。
SEW電機(jī)突然停機(jī)不定是堵轉(zhuǎn),電機(jī)都有的,步進(jìn)電機(jī)也是,當(dāng)轉(zhuǎn)速超過步進(jìn)電機(jī)的,步進(jìn)電機(jī)就會突然停止。
SEW電機(jī)的大小會影響轉(zhuǎn)矩,電流越大轉(zhuǎn)矩越大,但是電機(jī)發(fā)熱也就越大,因此電流般調(diào)整到轉(zhuǎn)矩足夠的情況下的小電流。如果這種情況下電機(jī)發(fā)熱量還很大,就需要換大轉(zhuǎn)矩電機(jī)了。
SEW電機(jī)有步距角(涉及到相數(shù))、靜轉(zhuǎn)矩、及電流三大要素組成。三大要素確定,步進(jìn)電機(jī)的型號便確定下來了。
1、步距角的選擇
SEW電機(jī)的步距角取決于負(fù)載精度的要求,將負(fù)載的小分辨率(當(dāng)量)換算到電機(jī)軸上,每個當(dāng)量電機(jī)應(yīng)走多少角度(包括減速)。電機(jī)的步距角應(yīng)等于或小于此角度。市場上步進(jìn)電機(jī)的步距角般有0.36度/0.72度(五相電機(jī))、0.9度/1.8度(二、四相電機(jī))、1.5度/3度 (三相電機(jī))等。
2、靜力矩的選擇
SEW電機(jī)的動態(tài)力矩下子很難確定,我們往往確定電機(jī)的靜力矩。靜力矩選擇的依據(jù)是電機(jī)工作的負(fù)載,而負(fù)載可分為慣性負(fù)載和摩擦負(fù)載二種。單的慣性負(fù)載和單的摩擦負(fù)載是不存在的。直接起動時(般由低速)時二種負(fù)載均要考慮,加速起動時主要考慮慣性負(fù)載,恒速運行進(jìn)只要考慮摩擦負(fù)載。般情況下,靜力矩應(yīng)為摩擦負(fù)載的2-3倍內(nèi)好,靜力矩旦選定,電機(jī)的機(jī)座及長度便能確定下來(幾何尺寸)。
3、電流的選擇
SEW電機(jī)由于電流參數(shù)不同,其運行特性差別很大,可依據(jù)矩頻特性曲線圖,判斷電機(jī)的電流。
驅(qū)動方法和要求
SEW電機(jī)不能直接接到工頻交流或直流電源上工作,而必須使用的步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動器,它由脈沖發(fā)生控制單元、功率驅(qū)動單元、保護(hù)單元等組成。驅(qū)動單元與步進(jìn)電動機(jī)直接耦合,也可理解成步進(jìn)電動機(jī)微機(jī)控制器的功率接口。
1、能夠提供較快的電流上升和下降速度,使電流波形盡量接近矩形。
具有供截止期間釋放電流流通的回路,以降低繞組兩端的反電動勢,加快電流衰減。
2、具有較高韻功率及效率。
SEW電機(jī)驅(qū)動器,它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移,或者說:控制系統(tǒng)每發(fā)個脈沖信號,通過驅(qū)動器就使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)個步距角。也就是說步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率成正比。所以控制步進(jìn)脈沖信號的頻率,就可以對電機(jī)調(diào)速;控制步進(jìn)脈沖的個數(shù),就可以對電機(jī)定位。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器有很多,應(yīng)以實際的功率要求合理的選擇驅(qū)動器。
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