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扭矩是指步进电机运转时从输出轴的平均力矩,
俗称为步进电机的“转劲”。
扭矩越大,
步
进电机输出的“劲”越大,输出轴转速的变化也越快。扭矩随步进电机转速的变化而不同,
转速太高或太低,
扭矩都不是最大,
只在某个转速时或某个转速区间内才有最大扭矩,
这个
区间就是在标出最大扭矩时给出的转速或转速区间。
最大扭矩一般出现在步进电机的中、
低
转速的范围,
随着转速的提高,
扭矩反而会下降。
扭矩的单位是牛顿·米
(N·m)
或公斤·米
(Kg·m)。
步进电机的最大扭矩与电压、电流、
自身电阻的设计有关,在某一转速下,
这些系统的性能
匹配达到最佳,就可以达到最大扭矩。另外,步进电机的功率、扭矩和转速是相关联的,具
体关系为:
功率=K×扭矩×转速,
其中
K
是转换系数。
选择步进电机时也要权衡一下怎样合
理使用。
步进电机的力矩会随转速的升高而下降。
因为当步进电机转动时,电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;脉冲频率越高,反向电动势越
大。在反向电动势的作用下,电机的相电流随脉冲频率(或速度)的增大而减小,从而导致力矩下降。
步进电机连续运行时所产生的转矩成为动态电磁转矩,步进电机的动态特性可以用动态电磁转矩
T
与脉冲
频率
F
之间的关系来描述,成为矩频特性。
随着脉冲频率
F
的升高,步进电机的最大输出转矩要下降,这主要是由于定子控制绕组电感的影响而造成
的。因为控制回路总有一定的电感,控制绕组通、断电后,电流均需一定的上升或下降时间。当脉冲频率
较低时,绕组通电和断电的周期较长,电流的波形比较接近于理想矩形波,电机负载能力较强。当脉冲频
率升高后,通、断电周期缩短,电流来不及上升到稳定值就开始下降,脉冲频率越高,绕组中的平均电流
越小,因而产生的平均转矩就要大幅度下降,电机的负载能力也就大幅度下降。
此外,当脉冲频率增加时,电机铁芯中的涡流损耗随之增加,使输出功率和转矩下降。当输入脉冲频率增
加到一定值时,步进电机已无法带动任何负载,而且只要受到很小的扰动,就会振荡、失步,甚至停转。
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