西门子模块6SL3000-0CE21-6AA0参数详细

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电机相数指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、五相。2相步进电机表示使用2组线圈组数。3相步进电机使用3组线圈。2相步进电机，3相步进电机一般一组为四个线圈。2*4为8个线圈相应3*4为12个线圈。5相步进电机2个线圈为一组。（n较，s较两对较）。

电机相数不同，其步距角也不同，一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的 为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72° 。在没有细分驱动机时，用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动机，则‘相数’将变得没有意义，用户只需在驱动机上改变细分数，就可以改变步距角。

电机固有步距角：

它表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值，如兴丰元fy86ef282a型电机给出的值为0.9°/1.8°（表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°），这个步距角可以称之为‘电机固有步距角’，它不一定是电机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动机有关。

保持转矩（holding torque）：

是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机较重要的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以保持转矩就成为了衡量步进电机较重要的参数之一。比如，当人们说2n.m的步进电机，在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2n.m的步进电机。

detent torque：

是指步进电机没有通电的情况下，定子锁住转子的力矩。detent torque 在国内没有统一的翻译方式，容易使大家产生误解；由于反应式步进电机的转子不是永磁材料，所以它没有detent torque。

静力矩的选择:

步进电机的动态力矩一下子很难确定，我们往往先确定电机的静力矩。静力矩选择的依据是电机工作的负载，而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种。单一的惯性负载和单一的摩擦负载是不存在的。直接起动时（一般由低速）时二种负载均要考虑，加速起动时主要考虑惯性负载，恒速运行进只要考虑摩擦负载。一般情况下，静力矩应为摩擦负载的2-3倍内好，静力矩一旦选定，电机的机座及长度便能确定下来（几何尺寸）

力矩与功率换算:

步进电机一般在较大范围内调速使用、其功率是变化的，一般只用力矩来衡量，力矩与功率换算如下：

p= ω·m ω=2π·n/60 p=2πnm/60

其p为功率单位为瓦，ω为每秒角速度，单位为弧度，n为每分钟转速，m为力矩单位为牛顿·米

p=2πfm/400(半步工作）

其中f为每秒脉冲数（简称pps)

1、电压是否合适（过压很可能造成驱动模块的损坏）；对于直流输入的 ＋/- 极性一定不能接错，驱动器上的电机型号或电流设定值是否合适（开始时不要太大）；

2、控制信号线接牢靠，工业现场较好要考虑屏蔽问题（如采用双绞线）；不要开始时就把需要接的线全接上，只连成较基本的系统，运行良好后，再逐步连接。一定要搞清楚接地方法，还是采用浮空不接。

3、开始运行的半小时内要密切观察电机的状态，如运动是否正常，声音和温升情况，发现问题立即停机调整。

4、步进电机未固定好时，有时会出现此状况，则属于正常。因为，实际上此时造成了电机的强烈共振而导致进入失步状态。电机必须固定好。

5、对于 5 相电机来说，相位接错，电机也不能工作

步进及其驱动器在刺绣机上获得了广泛的运用。电脑刺绣机是80年代国外纺织机械中的较新产品。它运用微机技术，实现刺绣整个过程的自动化，大大提高了刺绣产品的质量和生产效率。

电脑刺绣机是的产品，主要由刺绣机身、系统、计算机系统、驱动执行机构系统、刺绣框、刺绣头以及信号等部分组成，其刺绣动作过程为，由磁盘或纸带机将花样信号送入计算机，经计算机处理后送入步进电机驱动系统和主轴控制系统，最后由动力系统带动刺绣框、刺绣头协调运动，刺绣开始。

在刺绣过程中，步进电机驱动绣框运行是较重要的环节，它直接影响到绣品的质量、刺绣效率和噪声大小。

电脑刺绣机是使用微机对步进电机的速度进行控制，控制的实质就是控制电机驱动负载时的运行曲线，首要的是进给脉冲时刻的计算，是一种软件控制方法。通常的设计方法是使步进电机按加速、匀速、减速的曲线运行，离线计算出定时时间，把它们写入内存中，实现步进电机速度控制软件化。这种方法的缺点是计算机只能按照事先给定的速度曲线对步进电机进行控制，无法按照刺绣工况的变化随时修改速度曲线的参数，使步进电机在合理的状态下运行。本文介绍一种适合在电脑刺绣机上使用的步进电机的运行曲线及其计算方法，实现了定时参数的在线计算。

想让实现成功的连续运转，必须具备以下几点：

脉冲信号的产生：脉冲信号一般由或cpu产生，一般脉冲信号的占空比为0.3-0.4左右，电机转速越高，占空比则越大。

信号分配 ：我厂生产的感应子式步进电机以二、四相电机为主，二相电机工作方式有二相四拍和二相八拍二种，具体分配如下：二相四拍为,步距角为1.8度；二相八拍为,步距角为0.9度。四相电机工作方式也有二种，四相四拍为ab-bc-cd-da-ab,步距角为1.8度；四相八拍为ab-b-bc-c-cd-d-ab,(步距角为0.9度）。

功率放大是驱动系统较为重要的部分。步进电机在一定转速下的转矩取决于它的动态平均电流而非静态电流（而样本上的电流均为静态电流）。平均电流越大电机力矩越大，要达到平均电流大这就需要驱动系统尽量克服电机的反电势。因而不同的场合采取不同的的驱动方式，到目前为止，驱动方式一般有以下几种：恒压、恒压串电阻、高低压驱动、恒流、细分数等。

为尽量提高电机的动态性能，将信号分配、功率放大组成步进电机的驱动。我厂生产的sh系列二相恒流斩波驱动电源与单片机及电机接线图如下：

说明：

cp 接cpu脉冲信号（负信号，低电平有效）

opto 接cpu+5v

free 脱机，与cpu地线相接，驱动电源不工作

dir 方向控制，与cpu地线相接，电机反转

vcc 直流电源正端

gnd 直流电源负端

a 接电机引出线红线

接电机引出线绿线

b 接电机引出线黄线

接电机引出线蓝线 步进电机一经定型，其性能取决于电机的驱动电源。步进电机转速越高，力距越大则要求电机的电流越大，驱动电源的电压越高。电压对力矩影响如下：

4、细分驱动

在步进电机步距角不能满足使用的条件下，可采用细分驱动器来驱动步进电机，细分驱动器的原理是通过改变相邻（a，b）电流的大小，以改变合成磁场的夹角来控制步进电机运转的。

具备以上这些条件后就能实现步进电机的连续运转了，如果想实现步进电机的复杂运动，那就得使用单片机、之类的控制元件，或者专门的步进电机控制器。

作为一种数字式执行元件，在运动控制系统中得到广泛的应用。许多用户朋友在使用步进电机的时候，感觉电机工作时有较大的发热，心存疑虑，不知这种现象是否正常。实际上发热是步进电机的一个普遍现象，但怎样的发热程度才算正常，以及如何尽量减小步进电机发热呢？以下是一些简单的分析。

1、步进电机为什么会发热

对于各种步进电机而言，内部都是由铁芯和绕组线圈组成的。绕组有电阻，通电会产生损耗，损耗大小与电阻和电流的平方成正比，这就是我们常说的铜陨，如果电流不是标准的直流或正弦波，还会产生谐波损耗；铁心有磁滞涡流效应，在交变磁场中也会产生损耗，其大小与材料、电流、频率、电压有关，这叫铁损。铜损和铁损都会以发热的形式表现出来，从而影响电机的效率。步进电机一般追求定位精度和力矩输出，效率比较低，电流一般比较大，且谐波成分高，电流交变的频率也随转速而变化，因而步进电机普遍存在发热情况，且情况比一般交流电机严重。

2、步进电机发热的合理范围

电机发热允许到什么程度，主要取决于电机内部绝缘等级。内部绝缘性能在高温下(130度以上)才会被破坏。所以只要内部不**过130度，电机便不会损坏，而这时表面温度会在90度以下。所以，步进电机表面温度在70-80度都是正常的。简单的温度测量方法有用点温计的，也可以粗略判断：用手可以触摸1-2秒以上，不**过60度；用手只能碰一下，大约在70-80度；滴几滴水迅速气化，则90度以上了。

3、步进电机发热随速度变化的情况

采用恒流驱动技术时，步进电机在静态和低速下，电流会维持相对恒定，以保持恒力矩输出。速度高到一定程度，电机内部反电势升高，电流将逐步下降，力矩也会下降。因此，因铜损带来的发热情况就与速度相关了。静态和低速时一般发热高，高速时发热低。但是铁损(虽然占的比例较小）变化的情况却不尽然，而电机整个的发热是二者之和，所以上述只是一般情况。

4、发热带来的影响

电机发热虽然一般不会影响电机的寿命，对大多数客户来说没必要理会。但是，严重的发热会带一些负面影响。如电机内部各部分热膨胀系数不同导致结构应力的变化和内部气隙的微小变化，会影响电机的动态响应，高速会容易失步。又如有些场合不允许电机的过度发热，如医疗器械和高精度的测试设备等。因此对电机的发热应当进行必要的控制

5、如何减少电机的发热

减少发热，就是减少铜损和铁损。减少铜损有两个方向，减少电阴和电流，这就要求在选型时尽量选择电阻小和额定电流小的电机，对两相电机，能用串联的电机就不用并联电机，但是这往往与力矩和高速的要求相抵触。对于已经选定的电机，则应充分利用驱动器的自动半流控制功能和脱机功能，前者在电机处于静态时自动减少电流，后者干脆将电流切断。另外，细分驱动器由于电流波形接近正弦，谐波少，电机发热也会较少。减少铁损的办法不多，电压等级与之有关，高压驱动的电机虽然会带来高速特性的提升，但也带来发热的增加。所以应当选择合适的驱动电压等级，兼顾高带性、平稳性和发热、噪音等指标