电机旋转一周的脉冲数计算方法

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王晶涵|责任编辑|2024-03-03 08:42:55
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有关电机旋转一周的脉冲数计算方法,电机旋转一周的"脉冲"的概念,三相交流电变化一周有6个脉冲,移动距离的概念,编码器的分辨率,工件移动的分辨率或者精度等。

电机脉冲数计算方法

1、电机旋转脉冲的概念

1)电机旋转一周的"脉冲"是什么?

2)电脉冲,是电机的电源脉冲,把交流电的正、负半周看成两个脉冲,那么三相交流电变化一周有6个脉冲;

3)那么极对数为P的交流电机转一周需要6P个脉冲;

4)当然这是三相交流电机的算法,直流电机或者其他转动原理不同的电机,只是脉冲的计算式不同而已;

2、"移动距离"是什么

1)如果移动距离指的是,电机转动一周,被驱动的工件平移的距离;

2)那么一个电源脉冲,对应电机前进一步,被驱动的工件平移的距离叫步距;

3)例如电机与被驱动的工件之间是螺杆传动,电机的转速与螺杆的转速比叫机械传动比,螺距就是螺杆转动一周工件的平移距离;

4)如果螺距是1mm,传动比是1:1,那么电机转一周,工件平移1mm;

如果螺距是1mm,传动比是10:1,那么电机转一周,工件平移0.1mm;

如果螺距是1mm,传动比是100:1,那么电机转一周,工件平移0.01mm;

如果螺距是1mm,传动比是1000:1,那么电机转一周,工件平移0.001mm;

5)如果电机的电机转一周需要6P个脉冲,那么每个脉冲即电机的每一个步进,工件移动的距离就是一个步距,那么

步距= 螺距/传动比X6P

3、编码器的分辨率

1)编码器是检测电机转子角位移的设备;

2)编码器与转子同轴;

3)电机每输入6P个脉冲,转一周角位移为360度(2π弧度),编码器应该输出6P个脉冲,1个脉冲对应的角位移是360度/6P;

4)我的这个编码器每转一周只输出6P个脉冲;

5)如果一个编码器有6000P条刻线,没转一周,输出6000P个脉冲,那么每1000P个脉冲对应的角位移是360度/6P,对应工件位移一个步距;

6)编码器的刻线多没有什么用处;

7)因为只能准确到电机的每一个脉冲转过的角度,不可能准确到几分之几个脉冲的角度,几分之几个脉冲无实际意义,只是个数学概念;

8)如果把编码器的分辨率定义为每一个刻线对应的角位移,那么6000P条刻线的编码器的分辨率是360度/6000P;

9)这个分辨率的高低对电机的角位移的测量毫无意义;

10)我们要检测的是电机转过几步,工件移动几个步距,虽然几分之几的步距数学概念有,而实际控制不了;

4、工件移动的分辨率或精度

1)工件移动的步距就是我们电机(或者伺服)控制的分辨率或者精度;

2)由于步距= 螺距/传动比X6P,所以提高电机(或者伺服)控制的分辨率或者精度的方法是提高传动比;

3)例如:如果螺距是1mm,传动比是1000:1,那么电机转一周,工件平移0.001mm,步距是 0.001/6p mm,控制精度就是0.001/6p mm;

5、建议编码器与电机匹配,可以简化控制计算的数字非常整齐;电工:www.diangongbao.com

6、由于电机的极对数P大多数是1、2、3、4、5、6,所以编码器的刻线是2X2X3X2X3X2X5=720的整数倍,就可以通用;

7、为了检测方向,可以有两套互差90度电工角的刻线,以判断转向;

8、这样,对于P=1的电机,两套刻线的基点互差180条刻线而重和,这样从基点到左侧180条刻线为正转,那么从基点到右侧180条刻线为反转;

9、实际还是720条刻线;

10、这样,对于P=6的电机,两套刻线的基点互差30条刻线而重和,这样从基点到左侧30条刻线为正转,那么从基点到右侧30条刻线为反转;

11、所以刻线得多少,不是精确度的问题,而是能否使一个步距对应的刻线条数是整数个,保证能精确记数的问题;

12、由于电机的极对数P是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10,所以编码器的刻线是2X2X3X2X3X2X5X7X2X3=30240的整数倍,就可以通用,但是刻线太多,工艺难以实现;

13、对于电机的极对数P是1、2、7、8、9编码器的刻线是2X2X3X2X7X4X9=6048的整数倍,就可以通用;

14、这样,对于P=1的电机,两套刻线的基点互差1512条刻线而重和,这样从基点到左侧1512条刻线为正转,那么从基点到右侧1512条刻线为反转;

15、这样,对于P=9的电机,两套刻线的基点互差168条刻线而重和,这样从基点到左侧168条刻线为正转,那么从基点到右侧168条刻线为反转;

16、对于电机的极对数P是1、2、8、9、10编码器的刻线是2X2X3X2X4X9X5=4320的整数倍,就可以通用;

17、这样,对于P=1的电机,两套刻线的基点互差1080条刻线而重和,这样从基点到左侧1080条刻线为正转,那么从基点到右侧1080条刻线为反转;

18、这样,对于P=10的电机,两套刻线的基点互差108条刻线而重和,这样从基点到左侧108条刻线为正转,那么从基点到右侧108条刻线为反转;

19、如果要给一个P是1、2、3、4、6、8、11、12的电机配用编码器,则这个编码器的刻线应该是2X2X3X2X3X2X2X11X2=6336的整数倍,就可以通用;

20、这样,对于P=1的电机,两套刻线的基点互差1584条刻线而重和,这样从基点到左侧1584条刻线为正转,那么从基点到右侧1584条刻线为反转;

21、这样,对于P=12的电机,两套刻线的基点互差132条刻线而重和,这样从基点到左侧132条刻线为正转,那么从基点到右侧132条刻线为反转;

22、如果要给一个P是1、2、3、4、6、8、9、10、12的电机配用编码器,则这个编码器的刻线应该是2X2X3X2X3X2X2X3X5X2=8640的整数倍,就可以通用;

23、从以上分析得出编码器的刻线与电机的极对数相关,一种编码器的刻线适应一种极对数的电机,适应多个不同极对数的电机的编码器的刻线增多,在有限刻线下,一种编码器不可能适应所有极对数的电机;

24、如果你的电机的极对数确定,可以尽量选择适合的刻线少的编码器,反而计算要简单,并不影响检测、反馈的精确度和分辨率。

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