步进电机相对于其它控制用途电机的大区别是,它接收数字控制信号(电脉冲信号)并转化成与之相对应的角位移或直线位移,它本身就是一个完成数字模式转化的执行元件。而且它可开环位置控制,输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量,这样的所谓增量位置控制系统与传统的直流控制系统相比,其成本明显减低,几乎不必进行系统调整。步进电机的角位移量与输入的脉冲个数严格成正比,而且在时间上与脉冲同步。因而只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序,即可获得所需的转角、速度和方向。
许多汽车制动元件的检测,例如液压制动系中制动主缸助力器总成的检测,气压制动系中气制动阀的检测,在测试系统中需要用到电机推动滚珠丝杠来模拟在实际汽车制动时踩下制动踏板进行制动的过程,滚珠丝杠推动主缸或者制动阀使其达到汽车制动时所需要的各种工作状态,以便来测试各种性能。
而步进电机由于角位移与输入脉冲严格成正比关系,在其运动过程中没有累计误差,跟随性良好,因此选择步进电机是汽车制动元件测试系统中性能较好的执行元件。系统硬件组成有位移传感器,力传感器,步进电机;控制采用工控机和数据采集卡。
步进电机外观允许的高温度
步进电机的高温会使电机的磁性材料先退磁,从而导致扭矩减小甚至失步。一般来说,磁性材料的退磁点在130摄氏度以上,有的甚至在200摄氏度以上,因此步进电机的外部温度在80到90摄氏度之间。
步进电机的转矩会随着速度的增加而减小
当步进电机旋转时,电机的每个相绕组的电感将形成反向电动势。频率越高,反向电动势越大。在其作用下,相电流随着频率(或速度)的增加而减小,从而导致扭矩减小。
步进电机的大速度一般在600——1200rpm之间。交流伺服电机额定速度一般在3000rpm,大的转速为5000rpm。机械传动系统要根据此参数设计。电机定位精度的选择:机械传动比确定以后,可根据控制系统的定位精度选择步进电机的步距角及驱动器的细分等级。一般选择电机的一个步距角对应于系统定位精度的1/2或是更小。(注意:当细分等级大于1/4后,步距角的精度不能保证。伺服电机编码器的分辨率选择:分辨率要比定位精度高一个数量级。)
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