步进电机的脉冲频率转矩特性

脉冲频率-转矩特性是选用步进电机的重要特性。如下图所示,纵轴为动态转矩(dynamic torque),横轴取响应脉冲频率,响应脉冲频率用pps(pulse per second)作为单位,即每秒的脉冲数表示。

如图所示,步进电机的动态转矩产生包括失步转矩(pull-out-torque)和牵入转矩(pull-in-torque)两个转矩。前者称为失步或丢失转矩,后者称为起动或牵入转矩。牵入转矩范围为从零到最大自起动脉冲频率或最大自起动频率区域。牵入曲线包围的区域称为自起动区域。电机同步进行正反转起动运行,在牵入与失步区域之间为运转区,电机在此区域内可带相应负载同步连续运行,超出范围的负载转矩将不能连续运行,出现失步现象。步进电机为开环驱动控制,其负载转矩与电磁转矩之间要有裕度,其值应为50%~80%。

失步转矩与牵入转矩在0pps时相等。随着控制脉冲频率的增加,带负载能力会下降。在运行开始,控制脉冲频率应缓慢增加,以便利用低速下的大转矩,提供电机在低速运行时需要的加速转矩,减少加速时间。步进电机定子线圈的电感设计的越小,最大响应脉冲频率就越大,这样就可将慢加速驱动变为快加速驱动运行。

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