步进电机选型指南
何为步进电机
步进电机是一种专门用于位置和速度精确控制的特种电机。步进电机的最大特点是其“数字性”,对于控制器发过来的每一个脉冲信号,步进电机在其驱动器的推动下运转一个固定角度(简称一步),如下图所示。如接收到一串脉冲步进电机将连续运转一段相应距离。同时可通过控制脉冲频率,直接对电机转速进行控制。由于步进电机工作原理易学易用,成本低(相对于伺服)、电机和驱动器不易损坏,非常适合于微电脑和单片机控制,因此近年来在各行各业的控制设备中获得了越来越广泛的应用。

步进电机的种类和特点
步进电机在构造上有三种主要类型:反应式(Variable Reluctance,VR)、永磁式(Permanent Magnet,PM)和混合式(Hybrid Stepping,HS)。
* 反应式
定子上有绕组、转子由软磁材料组成。结构简单、成本低、步距角小,可达1.2°、但动态性能差、效率低、发热大,可靠性难保证。
* 永磁式
永磁式步进电机的转子用永磁材料制成,转子的极数与定子的极数相同。其特点是动态性能好、输出力矩大,但这种电机精度差,步矩角大(一般为7.5°或15°)。
* 混合式
混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点,其定子上有多相绕组、转子上采用永磁材料,转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。其特点是输出力矩大、动态性能好,步距角小,但结构复杂、成本相对较高。
按定子上绕组来分,共有二相、三相和五相等系列。最受欢迎的是两相混合式步进电机,约占97%以上的市场份额,其原因是性价比高,配上细分驱动器后效果良好。该种电机的基本步距角为1.8°/步,配上半步驱动器后,步距角减少为0.9°,配上细分驱动器后其步距角可细分达256倍 (0.007°/微步)。由于摩擦力和制造精度等原因,实际控制精度略低。同一步进电机可配不同细分的驱动器以改变精度和效果。
雷赛步进电机系列
雷赛两相、三相混合式步进电机,采用优质冷轧钢片和耐高温永磁体制造,产品规格涵盖35-130范围。具有温升低、可靠性高的特点,由于其具有良好的内部阻尼特性,因而运行平稳,无明显震荡区。可满足不同行业、不同环境下的使用需求。
雷赛采用专利技术研发的三相步进电机驱动系统,更好地解决了传统步进电机低速爬行、有共振区、噪音大、高速扭矩小、起动频率低和驱动器可靠性差等缺点,具有交流伺服电机的某些运行特性,其运行效果可与进口产品相媲美。
两相步进电机命名规则
<>
上例表示机座号为57mm,两相混合式,步距角为1.8度,扭矩0.9Nm,设计序号01,单边出轴的电机。
三相步进电机命名规则
<>
上例表示机座号为57mm,三相混合式,步距角为1.8度,扭矩0.9Nm,设计序号01,单边出轴的电机。
两相步进电机选型列表
相数
|
外型
|
型号
|
静扭矩(NM)
|
步距角(º)
|
引线数
|
相电流
|
电阻(Ω)
|
电感(mH)
|
长度L(mm)
|
转子惯量(g.cm²)
|
重量(kg)
|
适配驱动器
|
串联
|
并联
|
二相
|
35
|
35HS01
|
0.07
|
1.8
|
4
|
0.4
|
35
|
8.0
|
28
|
12
|
0.17
|
M415B/DM320/M325
|
39
|
39HS02
|
0.065
|
1.8
|
4
|
0.6
|
15
|
16
|
34
|
20
|
0.18
|
M415B/DM320/M325
|
42
|
42HS02
|
0.22
|
1.8
|
4
|
0.4
|
12.5
|
21
|
40
|
57
|
0.24
|
DM320/DM422C/DM432C/
DM556/DM856/M542V2.O/
ND556/ M415B/M325
|
42HS03
|
0.34
|
1.8
|
8
|
0.7
|
1.4
|
4.6
|
4.0
|
48
|
82
|
0.34
|
57
|
57HS06
|
0.6
|
1.8
|
8
|
1.4
|
2.8
|
1.35
|
1.8
|
55
|
145
|
0.6
|
DM422C/DM432C/DM556/
DM856/M752/M542/
M860/M880A/MA550/
MA860/H850/ND556/
ND882/M415B/M325
|
57HS09
|
0.9
|
1.8
|
8
|
2.1
|
4.2
|
0.8
|
1.2
|
54
|
260
|
0.6
|
57HS13
|
1.3
|
1.8
|
8
|
2.0
|
4.0
|
1.0
|
2.1
|
76
|
460
|
1.0
|
57HS22
|
2.2
|
1.8
|
8
|
2.8
|
5.6
|
0.67
|
1.8
|
76
|
480
|
1.1
|
86
|
86HS35
|
3.0
|
1.8
|
8
|
2.0
|
4.0
|
1.4
|
3.9
|
65
|
800
|
2.0
|
DM556/DM856/M752/
M860/M880A/MA550/
MA860/H850/MA860H/
ND882/ND1182/ND2282/
M535/MD2278
|
86HS38
|
3.8
|
1.8
|
8
|
3.0
|
6.0
|
0.6
|
2.7
|
71
|
1200
|
2.6
|
86HS45
|
4.5
|
1.8
|
8
|
3.0
|
5.9
|
0.8
|
3.5
|
79.5
|
1400
|
2.3
|
86HS85
|
8.5
|
1.8
|
8
|
3.5
|
7.0
|
0.95
|
5.2
|
118
|
2800
|
3.8
|
110
|
110HS12
|
12
|
1.8
|
4
|
5.0
|
0.95
|
15
|
99
|
5500
|
5.0
|
MA860H/ND1182/ND2282/MD2278
|
110HS20
|
20
|
1.8
|
4
|
6.5
|
1.15
|
18.9
|
150
|
11000
|
8.4
|
MA860H/ND1182/ND2282/MD2278
|
130
|
130HS27
|
27
|
1.8
|
4
|
6.0
|
0.65
|
13.8
|
227
|
35000
|
13
|
ND2282/MD2278
|
130HS45
|
45
|
1.8
|
4
|
7.0
|
0.9
|
9.5
|
283
|
48400
|
19
|
ND2282/MD2278
|
三相步进电机选型列表
相数
|
外型
|
型号
|
静扭矩(NM)
|
步距角(º)
|
引线数
|
相电流
|
电阻(Ω)
|
电感(mH)
|
长度L(mm)
|
转子惯量(g.cm²)
|
重量(kg)
|
适配驱动器
|
串联
|
并联
|
三相
|
57
|
573S05
|
0.6
|
1.2
|
6
|
5.2
|
1.3
|
1.7
|
50
|
110
|
0.6
|
3DM683/3ND583/3ND883
|
573S09
|
0.9
|
1.2
|
6
|
3.5
|
0.7
|
1.7
|
56
|
300
|
1.0
|
3DM683/3ND583/3ND883
|
573S15
|
1.5
|
1.2
|
6
|
5.8
|
0.7
|
1.35
|
76
|
480
|
1.0
|
3DM683/3ND583/3ND883
|
86
|
863S22
|
2.26
|
1.2
|
6
|
5.0
|
0.96
|
2.4
|
71
|
1100
|
1.7
|
3DM683/3ND583/3ND883/
3ND1183/3ND2283
|
863S42
|
4.26
|
1.2
|
6
|
5.0
|
1.2
|
4.2
|
103
|
2320
|
2.85
|
863S68H
|
6.78
|
1.2
|
6
|
2.3
|
7.6
|
33
|
135
|
3300
|
4.0
|
怎样选择步进电机和驱动器
• 判断需多大力矩: 静扭矩是选择步进电机的主要参数之一。负载大时,需采用大力矩电机。力矩指标大时,电机外形也大。
• 判断电机运转速度: 转速要求高时,应选相电流较大、电感较小的电机,以增加功率输入。且在选择驱动器时采用较高供电电压。
• 选择电机的安装规格: 如57,86,110等,主要与力矩要求有关。 • 确定定位精度和振动方面的要求情况:判断是否需细分,需多少细分。
• 根据电机的电流、细分和供电电压选择驱动器。