步进电机的减速器

步进电机在以下情况下使用减速器:

一、步进电机切换定子相电流的频率,如改变步进电机驱动电路的输入脉冲,使其变成低速运动。低速步进电机在等待步进指令时,转子处于停止状态,在低速步进时,速度波动会很大,此时如改为高速运行,就能解决速度波动问题,但转矩又会不足。即低速会转矩波动,而高速又会转矩不足。

二、小型(50mm以下)PM型步进电机的步距角为7. 5°,此种电机会出现位置控制精度变化的问题。

三、步进电机的输出轴采用直驱负载的方式,当负载惯量大时,会出现加速转矩不足的现象。

四、希望低速大转矩制动器的情况。

以上情形应考虑使用减速器。步进电机使用的减速器,要求齿隙小、耐冲击、齿面强度高。

下面介绍减速器的实用举例:

高分辨率的PM型步进电机:下图为35mm直径的带减速器的PM型步进电机外形照片。带减速器的PM型步进电机用于绕线机的定位,此时相当于前面描述的提髙分辨率的方法。

装加速器的PM型步进电机低速大转矩高分辨率的步进电机:步进电机减速器的齿隙要小,因为步进电机用于位置控制的情况多,其位置精度决定了HB 型步进电机的步距角1.8°的精度士3%,如减速器的齿隙大于1°就不能使用,因此通常使用平行齿轮或行星齿轮优化设计,可以减小齿隙,下图为复合齿啮合。减速器的齿隙极小。

齿轮减速器

此种减速器为谐波减速器,其外圆为Z1齿,内圆为Z2齿轮,谐波齿轮的外圆为椭圆形的波形发生器,滑动运行,使外椭圆变形,形成(Z2-Z1)/Z1高减速比。此时,外椭圆为复式啮合,成为小齿隙的减速器。实际上,此减速器常用于要求位置控制精度高的步进电机上。此种减速器能解决低惯量问题或低速大转矩问题。但此减速器的效率比普通减速器要低,使用时要特别注意。

下左图为安装谐波减速器的三相步进电机外形,右图为带谐波减速器,速比为1/50的三相RM型步进电机的速度-转矩特性。据此,能得到低速大转矩的驱动系统。

带谐波减速器的三相步进电机

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