西门子模块6ES7223-1PM22-0XA8性能参数

西门子模块6ES7223-1PM22-0XA8性能参数

1——定子 2——转子 3——定子绕组

图1是*常见的三相反应式步进电动机的剖面示意图。电机的定子上有六个均布的磁极，其夹角是60o。各磁极上套有线圈，按图1连成a、b、c三相绕组。转子上均布40个小齿。所以每个齿的齿距为θe=360o/40=9o，而定子每个磁极的极弧上也有5个小齿，且定子和转子的齿距和齿宽均相同。由于定子和转子的小齿数目分别是30和40，其比值是一分数，这就产生了所谓的齿错位的情况。若以a相磁极小齿和转子的小齿对齐，如图1，那么b相和c相磁极的齿就会分别和转子齿相错三分之一的齿距，即3o。因此，b、c极下的磁阻比a磁极下的磁阻大。若给b相通电，b相绕组产生定子磁场，其磁力线穿越b相磁极，并力图按磁阻*小的路径闭合，这就使转子受到反应转矩（磁阻转矩）的作用而转动，直到b磁极上的齿与转子齿对齐，恰好转子转过3o；此时a、c磁极下的齿又分别与转子齿错开三分之一齿距。接着停止对b相绕组通电，而改为c相绕组通电，同理受反应转矩的作用，转子按顺时针方向再转过3o。依次类推，当三相绕组按a→b→c→a顺序循环通电时，转子会按顺时针方向，以每个通电脉冲转动3o的规律步进式转动起来。若改变通电顺序，按a→c→b→a顺序循环通电，则转子就按逆时针方向以每个通电脉冲转动3o的规律转动。因为每一瞬间只有一相绕组通电，并且按三种通电状态循环通电，故称为单三拍运行方式。单三拍运行时的步矩角θb为30o。三相步进电动机还有两种通电方式，它们分别是双三拍运行，即按ab→bc→ca→ab顺序循环通电的方式，以及单、双六拍运行，即按a→ab→b→bc→c→ca→a顺序循环通电的方式。六拍运行时的步矩角将减小一半。反应式步进电动机的步距角可按下式计算：

θb=360o/ner

式中 er——转子齿数；

n——运行拍数，n=km，m为步进电动机的绕组相数，k=1或2。

都是通过脉冲信号控制的，一般都是一个用来产生一定频率脉冲的（脉冲频率用来控制速度），经过信号隔离放大（达到驱动电机的电压）来驱动控制步进电机。

可以用单片机+全集成步进电机驱动芯片来整全应用，这样比较简单，控制上很方便。用普通的51单片机像at89c2051或stc12c1052 + thb7128或thb6064这类芯片来组合就可以。单片机根据输入来决定输出的脉冲数量，让步进电机驱动芯片转化成功率信号驱动步进电机。因为是一个脉冲走一步的，所以输出的脉冲数还要考虑到细分数的问题，固定转动步数、角度的程序还是比较容易编。像1.8度的步进电机，2细分时，转一圈就需要400个脉冲，转半圈只需要200个脉冲，转90度只需要100个脉冲，如此类推。

马达控制小tips（1）：如何实现步进电机的基本控制？

关于程序，固定一个适当的频率，按键触发启动定时器，然后在定时中断里取反一个io端口做脉冲输出，再放入一个累加变量做计算，算脉冲数量，是取反两次输出一个完整的脉冲，在主程序中设定一个需要的脉冲数量来作为条件控制定时器的开启和关闭，然后循环等待条件满足需求。

要注意的问题是，如果想把控制、驱动、和步进电机都整合在一起，比较麻烦，小电机还好，大电机的干扰是个问题

很多客户反映在系统选型及调试中，常常会碰到惯量问题!那么到底什么是“惯量匹配”呢?

1.根据牛顿第二定律：“进给系统所需力矩t = 系统传动惯量j × 角加速度θ角加速度θ影响系统的动态特性，θ越小，则由控制器发出指令到系统执行完毕的时间越长，系统反应越慢。如果θ变化，则系统反应将忽快忽慢，影响加工精度。由于马达选定后*大输出t值不变，如果希望θ的变化小，则j应该尽量小。

2.进给轴的总惯量“j=伺服电机的旋转惯性动量jm + 电机轴换算的负载惯性动量jl负载惯量jl由(以工具机为例)工作台及上面装的夹具和工件、螺杆、联轴器等直线和旋动件的惯量折合到马达轴上的惯量组成。jm为伺服电机转子惯量，伺服电机选定后，此值就为定值，而jl则随工件等负载改变而变化。如果希望j变化率小些，则*好使jl所占比例小些。这就是通俗意义上的“惯量匹配”。

知道了什么是惯量匹配，山社电机分析发生这种现象的具体表现为：

1在伺服系统选型时，除考虑电机的扭矩和额定速度等等因素外，我们还需要先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量，再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机;

2在调试时(手动模式下)，正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统*佳效能的前题，此点在要求高速高精度的系统上表现由为突出(伺服惯量比参数为1-37，jl/jm)。这样，就有了惯量匹配的问题!

那惯量匹配具体有什么影响又如何确定呢?

1.影响：传动惯量对伺服系统的精度，稳定性，动态响应都有影响，惯量大，系统的机械常数大，响应慢，会使系统的固有频率下降，容易产生谐振，因而限制了伺服带宽，影响了伺服精度和响应速度，惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利，因此，机械设计时在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。

2.确定：衡量机械系统的动态特性时，惯量越小，系统的动态特性反应越好;惯量越大，马达(如：)的负载也就越大，越难控制，但机械系统的惯量需和马达惯量相匹配才行。不同的机构，对惯量匹配原则有不同的选择，且有不同的作用表现。

例如，cnc中心机通过伺服电机作高速切削时，当负载惯量增加时，会发生：1).控制指令改变时，马达需花费较多时间才能达到新指令的速度要求;2).当机台沿二轴执行弧式曲线快速切削时，会发生较大误差 。

1.一般伺服电机通常状况下，当jl ≦ jm，则上面的问题不会发生。

2.当jl = 3×jm ，则马达的可控性会些微降低，但对平常的金属切削不会有影响。(高速曲线切削一般建议jl ≦ jm)

3.当jl ≧3× jm，马达的可控性会明显下降，在高速曲线切削时表现突出

不同的机构动作及加工质量要求对jl与jm大小关系有不同的要求，惯性匹配的确定需要根据机械的工艺特点及加工质量要求来确定

一、常见低压电器的故障检测与

1、电压故障

触头过热，可闻到配电控制柜有味道，经过检查是动触头没有完全插入静触头，触点压力不够，导致开关容量下降，引起触头过热。此时要调整操作机构，使动触头完全插入静触头。

通电时闪弧爆响，经检查是负载长期过重，触头松动接触不良所引起的。检修此故障一定要注意安全，严防电弧对人和设备的危害。检修完负载和触头后，先空载通电正常后，才能带负载检查运行情况，直至正常。此故障一定要注意用器设备的日常维护工作，以免造成不必要的危害。

2、的故障

触点断相，由于某相触点接触不好或者接线端子上螺钉松动，使缺相运行，此时电动机虽能转动，但发出嗡嗡声。应立即停车检修。

触点熔焊，接“停止”按钮，电动机不停转，并且有可能发出嗡嗡声。此类故障是二相或三相触点由于过载电流大而引起熔焊现象，应立即断电，检查负载后更换接触器。

通电衔铁不吸合。如果经检查通电无振动和噪声，则说明衔铁运动部分沿有卡住，只是线圈断路的故障。可拆下线圈按原数据重新绕绕制后浸漆烘干。

3、故障

热功当量元件烧断，若电动机不能启动或启动时有嗡嗡声，可能是热继电器的热元件中的熔断丝烧断。此类故障的原因是热继电器的动作频率太高，或负级侧发生过载。排除故障后，更换合适的热继电器、注意后重新调整整定值。

热继电器“误”动作。这种故障原因一般有以下几种：整定值偏小，以致未过载就动作;电动机启动时间过长，使热继电器在启动过程中动作;操作频率过高，使热元件经常受到冲击。（http://www.版权所有）重新调整整定值或更换适合的热继电器解决。

热继电器“不”动作。这种故障通常是电流整定值偏大，以致过载很久仍不动作，应根据负载工作电流调整整定电流。

热继电器使用日久，应该定期校验它的动作可靠性。当热继电器动作脱扣时，应待双金属片冷却后再复位。按复位按钮用力不可过猛，否则会损坏操作机构。

二、有触电的低压电器的故障检测

凡有触点动作的电压电器主要由触点系统、电磁系统、灭孤装置三部分组成。也是检修中的重点。

1、触点的故障检修

触点的故障一般有触点过热、熔焊等。触点过热的主要原因是触点压力不够、表面氧化或不清洁和容量不够;触点熔焊的主要原因是触点在闭合时产生较大电弧，及触点严重跳动所致。

检查触点表面氧化情况和有无污垢。触点有污垢，已用汽油清洗干净。银触点的氧化层不仅有良好的导电性能，而且在使用中还会还原成金属银，所以可不作修理。

铜质触点如有氧化层，可用油光锉锉平或用小轻轻地刮去其表面的氧化层。

观察触点表面有无灼伤烧毛，铜触点烧毛可用油光锉或小整修毛。整修触点表面不分光滑，不允许用砂布来整修，以免残留砂粒在触点闭合时嵌在触点上造成接触不良。但银触点烧毛可不必整修。

触点如有熔焊，应更换触点。若因触点容量不够而造成，更换时应选容量大一级的电器。

检查触点有无松动，如有应加以紧固，以防触点跳动。检查触点有无机械损伤使弹簧变形，造成触点压力不够。若有，应调整压力，使触点接触良好。触点压力的经验测量方法如下：初压力的测量，在支架和动触点之间放置一张纸条约0.1mm其宽度比触头宽些,纸条在弹簧作用下被压紧,这时用一手拉纸条.当纸条可拉出而且有力感时,可认为初压力比较合适.终压力的测量,将纸条夹在动、静触点之间，当触点在电器通电吸合后，用同样方法拉纸条。当纸条可拉出的，可认为终压力比较合适。对于大容量的电器，如100a以上当用同样方法拉纸条，当纸条拉出时有撕裂现象可认为初、终压力比较合适。

以上触点压力的测量方在多次修理试验中效果不错。都能正常进行，如测量压力值不能经过调整弹簧恢复时，必须更换弹簧或触点。

2、电磁系统的故障检修

由于动、静铁心的端面接触不良或铁心歪斜、短路环损坏、电压太低等，都会使衔铁噪声大，甚至线圈过热或烧毁。

若动铁心歪斜或松动，应加以校正或紧固。

检查短路环有无断裂，如断裂应按原尺寸用铜板制好换止，或将粗铜丝敲打成方截面，按原尺寸做好装上。

(2)电磁线圈断电后衔铁不立即释放。产生这种故障的主要原因有：运动部分被卡住;

铁心气隙大小，剩磁太大;弹簧疲劳变形，弹力不够和铁心接触面有油污。可通过拆卸后整修，使铁心中柱端面与底端面间留有0.02—0.03mm的气隙，或更换弹簧。

(3)线圈故障检修。线圈的主要故障是由于所通过的电流过大，线圈过热以致烧毁。

这类故障通常是由于线圈绝缘损坏、电压过低，动、静铁心接触不紧密，也都能使线圈电流过大，线圈过热以致烧毁。

线圈若因短路烧毁，均应重绕时可以从烧坏的线圈中测得导线线径和匝数。也可从铭牌或手册上查出线圈的线径和匝数。按铁心中柱截面制作线模，线圈绕好后先放在105——110℃

的烘箱中3小时，冷却至60-70℃浸1010沥青漆，也可以用其他绝缘漆。滴尽余漆后在温度为110——120℃的烘箱中烘干，冷却至常温后即可使用。

如果线圈短路的匝数不多。短路点又在接近线圈的用头处，其余部分完好，应正即切断电源，以免线圈被烧毁。

若线圈通电后无振动力学噪声，要检查线圈引出线连接处又无脱落，用检查线圈是否断线或烧毁;通电后如有振动和噪声，应检查活动部分是否被卡住，静、动铁心之间是否有导物，电源电压是否过低。要区别对待，及时处理。

3、灭火装置的检修

取下灭弧罩，检查灭弧珊片的完整性及表面的烟痕和金属细末，外壳应完整无损。

灭弧罩如有碎裂隙，应及时更换。特别说明一点原来带有灭弧罩的电器决不允许在不带灭弧罩时使用凤防短路。

常用低压电器种类很多，以上是几种有代表性的又是*常用的故障的一些方法及其要领，触类旁通，对其它电器的检修具有一定的共性。

(1)衔铁噪声大。修理时、应拆下线圈，检查、静铁心之间的接触面是否平整，在无油污。若不平整应锉平或磨平;如有油污要用汽油进行清洗。