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带步进电机中添加减速机的作用

来源:www.jsclbsj.com 发布时间:2021年08月19日
步进电机以其精 确的定位能力和在低速下的高扭矩传递而闻名,但它们需要仔细调整尺寸,以确保电机与负载和应用参数相匹配,从而最 大限度地降低失步或电机失速的可能性。在步进电机系统中添加减速机可以通过降低负载与电机惯性比、增加负载转矩和减少电机振荡来改善电机的性能。
在步进电机应用中,造成步进电机漏步的一个原因是惯性。负载惯性与电机惯量之比决定了电机驱动或控制负载的能力,尤其是在运动剖面的加速和减速部分。如果负载惯量明显高于电机惯量,电机将很难控制负载,并且可能出现超调(比指令推进更多步数)或下冲(缺步)。很高的负载与电机惯性比也会导致电机消耗过大的电流和失速。
降低惯性比的一种方法是使用更大惯量的电动机。但这意味着更高的成本,更重的重量,以及滴流效应对系统的其他部分,如联轴器、电缆和驱动组件。相反,在系统中增加一个减速机,可以通过齿轮传动比的平方来降低负载与电机的惯性比。
增加负载扭矩
使用带步进电机的减速机的另一个原因是增加驱动负载的可用扭矩。当负载由电机-减速机组合驱动时,减速机将来自电机的扭矩乘以与齿轮传动比和减速机效率成比例的量。
但当减速机增加扭矩时,它们会降低速度。(这就是为什么它们有时被称为“齿轮减速机”或“减速机”。)换言之,当减速机连接到电机上时,电机必须以与传动比相等的系数更快地转动,以将目标速度传递给负载。
步进电机的转矩通常随着转速的增加而迅速减小,这是由于止动转矩和其他损耗。转速和转矩之间的这种反向关系意味着只有在电机无法提供所需扭矩之前(即使乘以传动比),转速才有可能提高一定的量。
减少共振和振动
但加速马达确实有好处。安装减速机时,电机所需的额外速度意味着电机在其共振频率范围之外运行,在共振频率范围内,振荡和振动可能导致电机失步甚至失速。
除了确保减速机具有正确的扭矩、转速和惯性值外,选择高精度、低齿隙的减速机非常重要——尤其是在将减速机连接到步进电机时。
回想一下,步进电机在开环系统中运行,减速机中的齿隙会降低系统的定位精度,没有反馈来监控或纠正定位误差。这就是为什么步进电机应用经常使用高精度行星减速机,齿隙低至2到3弧分。一些制造商提供的步进电机带有谐波齿轮,在大多数应用条件下可以显示零齿隙。