步进电机如何输出更大扭矩

同尺寸步进电机如何输出更大扭矩

在对当前设备进行升级改造时,往往会要求更大负载、更高速度、更快运行节拍等。但受空间结构的限制,无法变更电动机的安装尺寸。那么,如何在不改变电机安装尺寸的情况下增加转矩?

转矩的影响因素很多,本次我们挑选了其中4个影响电动机转矩的因素进行讲解。
1、线圈卷数
2、驱动电流
3、转子定子之间的空隙
4、驱动方式
文章将重点解析线圈卷数及驱动电流对电动机转矩的影响,并提出增加转矩的方案

线圈匝数对转矩的影响
步进电动机的转矩与线圈卷数成有关。线圈卷数越多,起动时转矩大,但高速时转矩小。线圈卷数越少,起动时转矩小,但与卷数多时相比,高速时转矩较大。

线圈匝数对步进电机影响


驱动电流对转矩的影响
步进电动机的转矩与驱动电流成正比。电动机的驱动电流越大,电动机的输出转矩就越大。
但相对的,驱动电流越大,电动机的发热量也越大。因此,输入电流不能超过额定电流值。

驱动电流对步进电机扭矩影响

根据上述内容,结合命题在不改变电动机安装尺寸的情况下增大转矩,可以考虑以下解决方案
一、利用2相/5相步进电动机的不同转矩特性
2相步进电动机和5相步进电动机的结构不同。2相步进电动机定子上的小齿个数比5相步进电动机更多,对转子的磁力吸引更强。并且2相步进电动机有更多的空间可以卷线圈,因此低速时2相电动机的转矩较5相电动机更高。

两相步进电机定子五相步进电机

下图是相同安装尺寸,2相/5相步进电动机的转矩特性对比。

两相与五相步进电机扭矩特性对比

选用时可以根据实际转速的需要,高速段选用5相产品,低速段选用2相产品。但市面上对常用为两相步进电机,非特殊情况不会选用五相步进电机。

二、选用大电流产品

使用驱动电流更大的产品,可以获得转矩提升。

以谱思PMC007C6SXP系列闭环一体化步进电机为例,设置不同大小相电流可得到不同扭矩输出,电流越大,扭矩输出越大。

谱思闭环一体化步进电机

虽然电动机的驱动电流提高后转矩会随之增加。但相对的,电动机的发热量也会增加。温度过高会导致电动机线圈的绝缘劣化,缩短电动机的寿命。因此在设计和使用产品时,必须考虑发热量,将驱动电流设定在合理范围内。

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