直流电机驱动系统选型指南
导语:
本文旨在为设备制造商相关人员,如项目经理、机械设计工程师、电气工程师和软件运动控制工程师,提供步进电机与伺服电机(永磁同步交流伺服电机)的选择指导,以及配套设施的选配和主要应用经验。
概述:
步进和伺服电机的特点与优缺点介绍
两种电机在精确定位或调速应用中的作用
步进、伺服电机在点位控制或调速应用中的介绍
电机选型及应用经验
电机驱动选型方法
使用环境要求(防护等级、运行噪音指标、温升指标等)
机械规格确认(负载、刚性参数等)
动作参数确定(转速、高低加减速时间周期精度等)
负载惯量计算及选择合适的惯量
计算所需转矩并选择最高转速满足要求的电机会有助于正确评估设备性能。
应用经验分享:
a. 合理装配联接:确保良好的轴承寿命,并减少振动对系统影响。
b. 散热管理:注意驱动器与电池之间的散热问题,避免过热损坏部件。
c. 驱动器配置:根据实际需要设定合理的当前限制,以提高效率并延长使用寿命。
设计建议:
a. 正确连接信号线路图以符合驱动器说明书要求,考虑信号输出类型差分/ NPN/PNP, 并确保回路完整可开关。
b. 当信号不是5V时,为保证安全操作,应使用限流放大器来限定输入信号范围。
c.. 确保上位控制单元输出到感性负载之前要设置续流二极管,以保护整个系统不受瞬态冲击。
5. 软件规划:为每个轴体设计合理运动曲线,并考虑初速度、中间加速度以及换向时间。梯形加减速作为常见示例,其具体实施请参考图2及其说明。
6. 上位平台兼容性检查:
a) 确认控制信号高低占空比是否满足驱动器规定;如200KHZ或500KHZ,但占空比通常为50%时才是有效值;即高低脉冲各至少需2-1微秒以上依据不同频率而定。
b) 检查MCU输出端口能力是否能直接带走强制脉冲方向输出,或是否需要外置放大模块以增强推拉能力至10毫安以达成典型功耗下行程需求。
7. 控制逻辑调整:确保方向前沿至少提前脉冲有效沿1-2微秒,与图二中所述相符,以保证稳定的启动过程。