大佬深入淺出談電機(jī)，如何使步進(jìn)電機(jī)效率最大化?

電機(jī)是常用機(jī)械裝置，很多朋友都見過電機(jī)。但是問題來了，你真的會(huì)有效使用電機(jī)嗎?為增進(jìn)大家對(duì)電機(jī)的認(rèn)識(shí)，本文將探討如何使步進(jìn)電機(jī)的效率最大化。如果你對(duì)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)具有興趣，不妨和小編一起繼續(xù)往下閱讀哦。

很多人在使用兩相步進(jìn)電機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩小，或達(dá)不到額定標(biāo)稱的轉(zhuǎn)矩值，只好加大步進(jìn)電機(jī)的尺寸和標(biāo)稱電流，以滿足動(dòng)力要求。其實(shí)有時(shí)并不是電機(jī)的問題，而是在步進(jìn)電機(jī)選擇或驅(qū)動(dòng)器工作電流的設(shè)定上有不妥之處，沒有發(fā)揮出步進(jìn)電機(jī)的最大效率。

首先，從驅(qū)動(dòng)器方面考慮，目前大多數(shù)兩相步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器是采用全橋輸出的四線接法，如果兩相步進(jìn)電機(jī)也是四線的，驅(qū)動(dòng)器按照電機(jī)的標(biāo)稱電流設(shè)定，應(yīng)該說是正確的，而且效率最高，輸出轉(zhuǎn)矩能夠達(dá)到最大值，新型步進(jìn)電機(jī)大多是這種形式的。

早期生產(chǎn)的步進(jìn)電機(jī)，多是兩相六線制的(四組兩對(duì)串聯(lián)線圈，每對(duì)有中心抽頭)，還有少量八線制的(四組兩對(duì)獨(dú)立線圈)。

是兩相六線制步進(jìn)電機(jī)有兩種接法，第一種是舍棄中心抽頭接兩端，實(shí)際就是將每組的兩個(gè)相線圈串聯(lián)起來使用，電機(jī)堵轉(zhuǎn)矩大和效率高些，但是高速性能差。第二種是接中心抽頭和一端，這種接法電機(jī)高速性能好些，但是每相有一組線圈空閑，堵轉(zhuǎn)矩小和效率低些。目前大多是采用第一種接線方法。這就出現(xiàn)一個(gè)問題，兩相驅(qū)動(dòng)器的電流到底應(yīng)該設(shè)置多大正確，一般還都是按電機(jī)標(biāo)稱電流值來設(shè)定，這就出現(xiàn)了前面提到的電機(jī)效率問題。

一般步進(jìn)電機(jī)標(biāo)注的電流是相電流(或電阻)，就是每組線圈的電流值(或電阻)，如果兩相六線制步進(jìn)電機(jī)采用第一種接法，相當(dāng)于將兩組線圈串聯(lián)起來，那么其每相電阻加大，額定工作電流減小，即使驅(qū)動(dòng)器設(shè)置成標(biāo)稱電流也達(dá)不到各相的額定輸出值。所以在選用驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī)時(shí)要注意電流匹配問題，正確的方法是將驅(qū)動(dòng)器的輸出電流設(shè)定為步進(jìn)電機(jī)額定相電流的0.7倍(也不是通常認(rèn)為串聯(lián)起來的電流減半)。舉例，比如一個(gè)帶中心抽頭的兩相步進(jìn)電機(jī)，標(biāo)稱電流是3A，驅(qū)動(dòng)器電流應(yīng)該設(shè)定為3乘以0.7=2.1A，盡管選了3A的步進(jìn)電機(jī)，實(shí)際上它的功率相當(dāng)于兩相四線制的2.1A步進(jìn)電機(jī)。

再談?wù)劙司€制的步進(jìn)電機(jī)接法，也有兩種，第一種是將每?jī)山M線圈串聯(lián)使用，這樣驅(qū)動(dòng)器的電流也是設(shè)定為電機(jī)相電流的0.7倍，這種接法電機(jī)發(fā)熱量小，但是高轉(zhuǎn)速性能差些。第二種接法是將每?jī)山M線圈并聯(lián)使用，驅(qū)動(dòng)器的電流設(shè)定為電機(jī)相電流的1.4倍，其優(yōu)點(diǎn)是高轉(zhuǎn)速性能好些，但是電機(jī)發(fā)熱量大，但是步進(jìn)電機(jī)有點(diǎn)溫度是正常的，只要低于電機(jī)的消磁溫度就行，一般步進(jìn)電機(jī)的消磁溫度在105度左右。

在使用輸出電流已經(jīng)預(yù)設(shè)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(指兩相全橋輸出驅(qū)動(dòng)器，如TB6560、A3977等高集成度驅(qū)動(dòng)芯片)后，如何選用步進(jìn)電機(jī)很重要，如果你的驅(qū)動(dòng)器是2A的，盡量選用兩相四線制2A的電機(jī)，如果選用兩相六線制電機(jī)，就要選標(biāo)稱相電流為2 / 0.7=2.9A(大約)的電機(jī)。這樣才能使驅(qū)動(dòng)器的效率最大化。

如果選用的驅(qū)動(dòng)器是半橋輸出(如SLA7062M、SLA7026等驅(qū)動(dòng)芯片)的，那只能接兩相六線制電機(jī)，驅(qū)動(dòng)器的電流和電機(jī)標(biāo)稱電流是一致的。不過這種驅(qū)動(dòng)器目前很少用到，效率低。

對(duì)于六線和八線步進(jìn)電機(jī)，采用相線圈并聯(lián)，可以發(fā)揮最大的輸出轉(zhuǎn)矩，表現(xiàn)出很好的動(dòng)力性能，六線電機(jī)是無法接成并聯(lián)形式的，實(shí)際已經(jīng)在內(nèi)部串聯(lián)起來了，串聯(lián)的公共端是中心抽頭。只有八線電機(jī)的相線圈是可以并聯(lián)使用的。

如果能將電機(jī)后蓋打開，看一下里邊的接線結(jié)構(gòu)，是可以進(jìn)行改動(dòng)的，使六線電機(jī)變成八線電機(jī)，這樣就可以并聯(lián)使用了，但不是所有的六線電機(jī)都能改制，只有能從電機(jī)后面看到連線接頭形式的可以改動(dòng)，有的電機(jī)是焊盤接頭，改制就需要一定的技術(shù)了。經(jīng)改制的步進(jìn)電機(jī)，原來串聯(lián)的也可以并聯(lián)使用，并聯(lián)使用時(shí)相電流是原來的1.4倍，高速運(yùn)轉(zhuǎn)性能大大提高，轉(zhuǎn)矩也提高不少。對(duì)于步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的使用，應(yīng)該注意發(fā)揮其最佳效果，不必一味追求高價(jià)位和大電流，追求高速度，應(yīng)該認(rèn)真計(jì)算一下機(jī)器的載荷，看看到底需要多大的轉(zhuǎn)矩和速度，否則即便驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)都選得很大，但是其效果并沒有發(fā)揮出來，速度也不應(yīng)追求過高，實(shí)際加工過程中，機(jī)器進(jìn)刀量一般不大(受制于機(jī)械結(jié)構(gòu)、刀具及加工材料材質(zhì))，速度高了也用不上。電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器做好匹配可以省錢省力，達(dá)到事半功倍的效果。

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