步進電機增加動態轉矩的方法

ID:107593 · 發表于 2016-3-10 23:50

本文從速度-轉矩特性考慮要增加動態轉矩的解決方法。增加轉矩時，根據速度的高低，其解決方法各不相同。而解決方法既有電機方面的，又有驅動電路方面的。
1、步進電機在低速時增加轉矩的方法
1）選擇步距角小的步進電機
在低速時轉矩隨轉子齒數增加而變大。選擇步距角小的步進電機能獲得高轉矩。十幾上HB型轉子齒數如為50齒，永久磁鐵的漏磁將增加，但步會成比例，此結論在100齒以下均有效。三相HB型步進電機從1.2°（轉子50齒）改變0.6°（轉子100齒）。約增加1.4至1.8倍的低速轉矩。
2）雙極型接線
3）效率能蓋上2倍。市場上很容易買到兩相單極型或雙極型步進電機，但雙極型的驅動功率管比單極型的多。
2、步進電機在高速時增加轉矩的方法
1）降低匝數，使L減小
在電機廠商的標準產品中選擇電感L小的，額定電流會變大。
圖8.1為保持低速時輸入相同，改變繞組匝數餓兩相HB型步進電機的速度-轉矩特性的比較。在高速時，額定電流越大（安匝數相同，匝數少），電機轉矩越大（電機為兩相、HB型、1.8°、56mm、長54mm）。
2）永久磁鐵的磁通要小
如生產產假無法減小永久磁鐵，可以增加氣隙，使高速時降低反電勢，增加電流，使轉矩增大，使速度-轉矩特性從低速到高速變成一條直線，提高高速時的轉矩，同時響應頻率也增加。
3）選擇步距角打的電機。
3、步進電機高速運行時，在驅動電路方面提高轉矩的方法
1）提高驅動電流的電壓
要維持高速時的大轉矩，就要保持電流不變，使斬波器工作在恒電流狀態。要使電流恒定，只能提高脈沖頻率。當步進電機如初轉速達一定高的速度時，由于電壓限制，只能工作在恒電壓狀態，如果提高輸入電壓，則可以使其在高速時依然能工作在恒電流狀態，如果提高輸入電壓，則可以使其在高速時依然能工作在恒電流狀態，從而提高高速時的轉矩。
2）降低驅動電路關斷時的電流
線圈內的電流在功率管關斷時，由于電流變化率大，線圈內產生非常大的感應電壓，功率管會有被擊穿的危險，通常會有保護電路。

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