步进电机空载时发热大还是带载时发热大? 点击:21150 | 回复:426



奔三十的男孩

    
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发表于:2007-04-23 10:50:00
楼主
突然想到一个问题, 步进电机空载时电机本身发热大, 还是带换载时电机本身发热大?
按我的理解, 如果可以假设步进电机输出功率稳定, 那么空载时, 电机本身的发热量=电机输出功率, 带负载时, 电机本身的发热量= 电机输出功率-负载获得的能量. 那么就是说, 步进电机空载时发热比带载时发热大啰??????



奔三十的男孩

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发表于:2007-06-29 09:42:00
341楼
"我觉得应该意一点,a=f/m f=bil, B不变(在每一步中实际应该是由小变大的过程,由于每步都是相同暂时认为恒定,参照楞次定律)、I不变、L也不变。所以力矩是恒定的"
    关于步进电机力矩问题,  我记已经在别的贴里, 多次说明过了, 你可能没有留意到. 
    "参照楞次定律)、I不变、L也不变。所以力矩是恒定的" , 力矩与力是等同的吗?  别忘了,  力矩=力*力臂. 再多的说明我就不重复了. 我会抓紧时间将我在此论坛里的所有见解都整合在一块, 以方便大家讨论并指正. 

奔三十的男孩

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发表于:2007-06-29 09:46:00
342楼
"电容充电需要一这一的时间,并不是输出恒定的占空比的方波就马上能达到所预期的电压,要经过多次充电放电的过程才能在预期电压上下摆动"  关于这一点, 我需要学习一下, 还真没怎么留意.

东北小子

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发表于:2007-06-29 09:53:00
343楼
你会去变齿轮?改变力臂?

奔三十的男孩

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发表于:2007-06-29 09:55:00
344楼
"我不是很懂你的细分具体怎么实现"
教议你去看看罗鹏的<<步进电机细分驱动电流及方向控制>>, 里面有我关于细分的一些说明, 还有我最新做的细分表. 

奔三十的男孩

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发表于:2007-06-29 10:00:00
345楼
"你会去变齿轮?改变力臂?" 
   强烈建议你找一本步进电机的教材复习一下......好果你手头没, 那我简单说明一下. 
   对步进电机而言, 其矩角(这里指电角度,一个步距角360度,一个整步90度, 一般只在一个整步即90度里考虑)特性, 近似于正弦特性. 目标位置与当前位置隔一个整步时, 瞬间力矩最大. 目标位置与当前位置重合时, 力矩理论上为0. 
   另外, 对力臂的理解, 请注意, 是定子对转子力的方向, 相对与电机轴心的垂直距离, 力臂在电机运转过程中是随时变化的. 

奔三十的男孩

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发表于:2007-06-29 10:03:00
346楼
哈哈, 没想到东北小子的步进基础知识这么差,  差点跌破眼镜.....

奔三十的男孩

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发表于:2007-06-29 10:12:00
347楼
TO LG
找了些我在别的贴的说明摘了下来
" 1。 对步进电机而言,只要第二个脉冲在第一步完成之后来,那么, 每一个脉冲的反应过程, 都要经历起动, 加速,制动, 静止的过程,而且,这个过程, 不受宏观的速度的任何影响。

2。 但是如果脉冲频率非常快,第一步还没完成, 第二个脉冲就来了的话,此时第二个脉冲对应的功角就不是90度了。 无论此时电机轴位置在第一步整步位置的左边(第二步起始功角大于90度),还是右边(第二步起始功角小于90度), 结果都一样:那就是第二个脉冲的起始输出扭矩不是最大值, 如果此时电机轴双刚好没有向前冲的惯性,或向前冲的惯性已经很小了, 那么, 就非常容易丢步。 

3。对同样的步进输出能力来说,转动惯量越大, 完成 “起动, 加速,制动, 静止”需要的时间就越长, 所以给的脉冲就要越慢,不然就易丢步。

4。脉冲频率是快还是慢, 要相对转动惯量而言。"


 "关于步进的失步与过冲问题, 本人已在相关的贴里有过介绍. 这里只谈谈过冲的看法.
步进步进,一步一步的进, 一般来说, 在电机较速不是非常高的情况下, 步进电机是启动-加速-减速-停,如此循环的.以整步运行为例, 正常来说, 脉冲输出后, 电机会在整步位置左右作振荡后最后停止的.下一个脉冲来的瞬间, 电机的矩扭最大(功角为90度),但是电机转子速度为0.  如果转度太大, 即脲冲频率很高时, 会出现这种情况:  上一个脉冲发现后, 转子第一次达到整步位置, 速度还很大,没来得及进行振荡减速时, 下一个脉冲刚来就来了, 此时, 电机的矩扭同样是最大, 但是, 电机的转子速度不是为0了,而是某个正的速度值, 那么, 当电机再次到达整步位置的瞬间, 其速度值就会比原本的增大了. 如果此时没有电机的宏观调速过程, 而马上停止发脉冲的话, 由于转子转速太大, 阻尼及电机矩扭无法将多余的速度消耗完(那速度是由两个或多个快速脉冲积累起业的), 便会产生过冲! 而且一般一冲就是一个步距角(四个整步)!"

东北小子

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发表于:2007-06-29 10:17:00
348楼
呵呵。我的步进知识是很差,

奔三十的男孩

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发表于:2007-06-29 10:18:00
349楼
步进电机一般都有会一个极限频率, 本人认为, 负载不同, 对应的极限频率也不同.  这个极限制频, 也正是因为高频时打破了步进电机一走一停的运行特性而产生过冲或丢步的. 对一般的恒流控制器而言, 高频时本身的步进的输出力没有变化, 但是,  其带载能力在高频时依然下降严重, 也正是这个原因. 

奔三十的男孩

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发表于:2007-06-29 10:20:00
350楼
其实几个月前我的步进知识可能比你更差, 那时那个"矩角特性"还是波兄提醒我的, 我那时看教材时嫌那图画得不好就把那段跳过去了.

奔三十的男孩

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发表于:2007-06-29 10:27:00
351楼
目前大部分的步进教材, 提到的东西, 不及我们用到的十分之一!
我的很多对步进的认识(先不管对和错), 都是在这论坛里憋红了脸跟别人争论, 然后思考学到的.  所以说, 这个坛论, 是我最好的老师. 哈哈, 其实我当初一发现这论坛, 就打算在这"安家"的了

奔三十的男孩

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发表于:2007-06-29 10:35:00
352楼
"步进电机百K环境下运行" 
其实, 真的想做那高, 倒不是不可能的. 一般的单片机总线频率都可以达到8M, PWM通道的计数器分频系数选为1. 然后, 你的PWM周期设得很小(细分很低, 比如就4个四分, 当然此时的4细分不可能是严格的正弦细分), 那PWM输出频率就是2M! 由于PWM的输出通道是独立的, 故这个频率不会受其它因素影响.

我看了你的情况半天, 好像计算也没什么错误, 我就是搞不明白怎么最后你的PWM就那么低了????

奔三十的男孩

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发表于:2007-06-29 10:39:00
353楼
对于"要经过约17个充放电周期即3400", 这里可能理解不同, 很多人PWM输出是直接接驱动电路而不经低通滤波的, 故这里的17可以省去.  另外, 即使是接RC电路, 也并不是PWM的每个输出都是需要17个充放电周期才能将近稳定的. 从长期的效果看,  我本人觉得你的实际PWM频率应该能接近10K

奔三十的男孩

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发表于:2007-06-29 10:43:00
354楼
"3相6拍只做4细分" 你如果PWM周期是200的话, 只做4细分真的是浪费了,  建议做成64细分, 那么基本不用担心振动的问题了!!!!!

lg_006

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发表于:2007-06-29 11:00:00
355楼
 “不受宏观的速度的任何影响”一说还是难以令人信服。
宏观速度,是个动态平衡得到的。所以您讲的第二条是否也该考虑这一点呢?
再有我想我们讨论应该是在不丢步既是频率和速度相匹配下的条件下同速度运行的不同负载(空载和带载是其中的两种情况)的电机发热问题,您的第三条和第四条是什么意思呢?是分析负载对极限速度的影响吧?
“上一个脉冲发现后, 转子第一次达到整步位置, 速度还很大,没来得及进行振荡减速时, 下一个脉冲刚来就来了, 此时, 电机的矩扭同样是最大, 但是, 电机的转子速度不是为0了,而是某个正的速度值, 那么, 当电机再次到达整步位置的瞬间, 其速度值就会比原本的增大了.”这个正是加速过程,因为加速过程没结束,速度不够,所以转子第一次达到整步位置没有“停”的过程。正是宏观对速度不足时的“超车”过程。而同样速度太大时,步进走到平衡位置后剩余时间还“很长”于是减速停车等待下一脉冲。是宏观对速度过快时的“停车待客”过程。
另不要把连续的过程,割裂来看,那是形而上学哦!

东北小子

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发表于:2007-06-29 11:02:00
356楼
PWM10K是好做的,我说的是步进电机的频率,折合成3相6拍的频率
我对速度有要求

奔三十的男孩

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发表于:2007-06-29 11:02:00
357楼
"IRF540作开关器件,LM324做比较元件控制斩波,参考电压,电阻分压,通过MOC4051B选通。AT89C2051做为控制"
   自己做分立的驱动电路及斩波电路, 看来你的电路设计能力应该很牛.  我本人没有多少这方面的经验, 只是知道,如果对电机的运行效果要求比较高的话,  对MOSFET组成的驱动桥电路要求也是很高的, 预驱动要做得很好, 就是在信号为高时要尽快将MOSFET尽量导通,  在信号为低时要尽快将MOSFET尽量关断. 这并不一个三极管就搞得定的. 另外, 对于斩波器件, 要求的精度及线性度比较高, 有条件的话还是尽量不要用"便宜货"好.

奔三十的男孩

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发表于:2007-06-29 11:06:00
358楼
"您的第三条和第四条是什么意思呢?是分析负载对极限速度的影响吧" 
    这几条是当时讨论转动惯量与速度匹配时说的, 觉得好像点有关系, 就顺便摘了下来. 

奔三十的男孩

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发表于:2007-06-29 11:18:00
359楼
"因为加速过程没结束,速度不够,所以转子第一次达到整步位置没有“停”的过程。正是宏观对速度不足时的“超车”过程。而同样速度太大时,步进走到平衡位置后剩余时间还“很长”于是减速停车等待下一脉冲。是宏观对速度过快时的“停车待客”过程。"
这一段, 说实在话,  真的是不好理解.  先问一句, 步进电机的较速, 在不丢步时, 是不是只由脉冲频率及细分数决定的?  我怎么看你说的好像步进电机自己能调速似的.  

"不要把连续的过程,割裂来看"
我还真的没搞清我把什么连续的过程分割开来了?  
步进的运行过程是连续的吗????????????????????????????????
低频时不连续是肯定的吧?   高频时看起来连续只不过是间隔时间短,  我们的眼睛受骗而已. 再高频, 步进就会丢步了.  步进电机跟别的电机不一样,  不可能连续运行的!

lg_006

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发表于:2007-06-29 11:27:00
360楼
"在不丢步时, 是不是只由脉冲频率及细分数决定的?"步进电机能加速不?举个极限情况:从零速启动时速度“由脉冲频率及细分数决定的”?“进电机自己能调速似的”上面说的过程是步进电机受频率控制调速吧?脉冲给慢了,减速等脉冲的时间长了,速度就下来了,脉冲给快了,减速等脉冲的时间短了,速度就上去了。步进电机不可能连续运行,但也不是一步一停,是速度有波动,!请参看人走步的例子,换步的时候也是有速度的。

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