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GBT 20638-2006 步进电动机通用技术条件PDF文本

1CS29.160.30K24中华人民共和国国家标准GB/T20638一2006/1EC/TS60034-20-1:2002步进电动机通用技术条件General specification for stepping motors箴泰g4o-12o2:C2006-11-08发布2007-04-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会发布理罚素前网Z.Z心.ET
GB/T20638一2006/IEC/TS60034-20-1:2002目次前言··Ⅲ1范围··12规范性引用文件··13定义··14符号和单位··55尺寸··65.11型电动机（基于公制尺寸）··65.22型电动机（基于英制尺寸）··76试验方法和验收标准··106.1轴伸径向圆跳动、安装配合面的同轴度和安装配合端面的垂直度··106.2转子的转动惯量·106.3耐电压试验·106.4热阻R和热时间常数th··106.5反电势常数·106.6电感：·106.7直流电·106.8步距角误差·106.9自定位转矩·106.10保持转矩··117特殊试验：·117.1总则·117.2绕组温升··117.3矩角特性曲线·117.4单步响应、固有频率和稳定时间··117.5最高运行频率：·117.6牵人频率·117.7牵出转矩·117.8最高反转频率··117.9谐振·118铭牌和其他信息··118.1铭牌··118.2典型励磁模式·128.3制造商提供的数据··138.4引出线标记和端子编号：·138.5样本描述内容··148.6基本特性曲线··159电磁兼容性要求·1510安全性要求··15·興尚理野素前网Z.Z沁.E1
GB/T20638-2006/IEC/TS60034-20-1:2002附录A(资料性附录)试验方法··16A.1试验方法··16A.2转子的转动惯量-单线悬挂法··16A.3转子的转动惯量-双线悬挂法··16A.4热阻R山和热时间常数th·17A.4.1概述··17A.4.2试验条件··17A.4.3试验程序··17A.5反电势常数··18A.6电感··18A.6.1概述·18A.6.2电感电桥法··19A.6.3电流放电法··19A.7步距角误差··20A.7.1概述··20A.7.2编码器法··20A.7.3旋转变压器法··20A.7.4分度头法··20附录B(资料性附录)特殊试验··21B.1特殊试验程序·21&.2绕组避升更J.NE可·21B.3矩角特性曲线·21B.4单步响应、固有频率和稳定时间··21B.5最高运行频率··21B.6牵人频率··21B.7牵出转矩··22B.8最高反转频率··24B.9谐振··24興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
GB/T20638一2006/IEC/TS60034-20-1:2002,前言本标准等同采用国际电工技术委员会1EC/TS60034-20-1:2002《旋转电机第20-1部分：控制电动机步进电动机》。本标准规范性引用文件中已转化为国家标准的国际标准将直接引用国家标准。本标准对相关定义术语按国内标准进行了统一。本标准的附录A、附录B是资料性附录。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国微电机标准化技术委员会归。本标准主要起草单位：西安微电机研究所、上海鸣志电器有限公司、北京和利时电机技术有限公司、常州宝马前杨电机电器有限公司、南京华兴电机制造有限公司、湖南科力电机股份有限公司、珠海运控电机有限公司。本标准主要起草人：吴晓溪、王健、谭莹、石永福、黄希一、顾景明、聂葆生、韩光鲜。J.NE興尚览Z.Z沁
GB/T20638-2006/1EC/TS60034-20-1:2002步进电动机通用技术条件1范围本标准规定了对旋转步进电动机的要求和适当的试验方法。本标准也规定了尺寸和铭牌以及制造商应在相关手册和样本中提供的细节和内容。本标准仅适用于旋转步进电动机。本标准不适用于：·感应电动机：·液压和棘轮式步进电动机：·直线电动机·机械换向电动机：·同步电动机。2规范性引！用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（术包括勒误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这出文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB755一2000旋转电机定额和性能(idt IEC60034-1:1996)GB/T997一2003旋转电机结构及安装型式(IM代号)(1EC60034-7:1992,IDT)GB/T4772.1一1999旋转电机尺寸和输出功率等级第1部分：机座号56~400和凸缘号55~1080(idt IEC60072-1:1991)GB/T4772.3-一1999旋转电机尺寸和输出功率等级第3部分：小功率装人式电动机凸缘号BF10~BF50(idt IEC60072-3:1994)3定义下列定义适用于本标准。3.1轴向推力axial thrust沿轴向施加在旋转轴上的力。3.2双极性驱动bipolar drive通过正反向电流给绕组励磁，使步进电动机产生转矩的驱动方式。3.3爪极结构canstack construction(claw pole)转子磁极呈爪形环状对称排列的永磁式步进电动机。3.4齿槽转矩cogging torque电动机绕组开路时定转子由于开槽而有趋于最小磁阻位置的倾向，从而产生的周期性转矩。興尚理筑素前网Z.Z沁.NE]
GB/T20638-2006/1EC/TS60034-20-1:20023.5换向commutation为使电动机定转子磁场间夹角保持在规定限值内，其绕组按时序励磁的过程。3.6连续堵转转矩continuous stall torqueTcs在额定供电状态下，电动机在堵转时能输出的最大连续转矩。3.7反电动势counter e.m..(back e.m.f.)E因磁场与电枢绕组相对运动，在该绕组中感生的电压。注1：反电动势通常用峰值(pk)或有效值(r,m,s)来表述，注2：该电压的性质应说明是峰值还是有效值。3.8反电势常数counter e.m.f.(back e.m.f.constant)KE在规定温度下，电动机在每单位转速下所产生的反电动势。3.9自定位位置，detent position当无励磁并且无负我时，永磁式或混合式步进电动机的转子的静止位。。门E3.10自定位转矩detent torque在无励磁条件下，在永磁式或混合式步进电动机转轴上施加转矩而又不引起连续转动时的最大静态转矩。3.11旋转方向direction of rotation从安装配合面的轴伸端视之，轴逆时针旋转作为正方向，顺时针旋转作为负方向。3.12驱动电路drive circuit以预定顺序切换步进电动机各相绕组的一种装置，一般由逻辑转换器和功率放大器组成。3.13摩擦转矩friction torqueT阻碍电动机转轴旋转的靡擦阻力矩。3.14保持转矩holding torqueTu按规定励磁方式励磁时，在转轴上施加转矩而又不引起连续旋转的致大静态转矩。3.15混合式(HY)步进电动机hybrid(HY)stepping motor用永磁体使低剩磁材料转子磁极极化的步进电动机。2興尚理筑素前网Z.ZC.NE]
GB/T20638-2006/IEC/TS60034-20-1:20023.16最高反转频率maximum reversing rate在额定驱动状态下，使空载运行时的步进电动机突然反转并能保持同步运行的最高脉冲频率。3.17最高安全运行温度maximum safe operation temperature在规定寿命时间内，步进电动机在不损坏任何零部件条件下，连续或周期性运行的最高温度。3.18最高运行频率naximum slew rate在额定驱动状态下，步进电动机在空载运行时能保持同步的最高脉冲频率。3.19驱动模式或步进序列mode or step sequence由驱动电路产生的供给步进电动机绕组励磁的脉冲序列。3.20转子.（对轴线）转动惯量moment of inertia of rotor(about an axis),旋转体各质点的质量与到指定轴距离平方乘积的总和。3.21超调或瞬时超调overshoot or transient overshoot步进电动机的轴旋转位置超出最终指令位置的角度（盘）。3.22值电流典kr毒筑J.NEIIrk在规定条件下，不使电动机损坏或性能不可逆下降的短时电流的最大值。3.23峰值转矩peak torqueTwK在规定条件下，当施加最大允许峰值电流时电动机产生的最大转矩。3.24永磁式(PM)步进电动机permanent magnet(PM)stepping motor具有永磁转子磁极的步进电动机。3.25位置误差positional error电动机空载时按步进序列运行后，实际位置与理论位置的偏差，用基本步距角的百分数表示。3.26牵出转矩pul-out torque在规定驱动条件下，步进电动机在给定脉冲频率下运行，不丢步时转轴上所能承受的最大负载转矩。3.27脉冲频率pulse rate能使步进电动机依次产生步进运动的频率。3.28径向负载radial load垂直于电动机转轴上并施加在该轴上的力，可用等效到轴伸中间的力表示。3興尚理野素前网Z.ZC.ET
GB/T20638-2006/IEC/TS60034-20-1:20023.29额定电流rated current在额定电压和额定转速下不超出额定温度时电流的有效值。3.30分辩率resolution电动机转轴每转步数的倒数。3.31稳定时间settling time除非另有规定，在电动机单步运行时，从转子首次达到指令位置时起到转子振荡幅度衰减至步距角的1%以内所陆的总时间，见图1。3.32单步响应single step response电动机对单步指令的响应，见图1。注：单步响应因控制器不问而不同。3.33堵转（转子锁定）stalled motor(locked retor)当电动机引线端子输入电压时转子保持静止的状态。艾四ACx轴-时间：y轴一角位置：1一超调：2一稳定时间：3--单步时间。图1超调和稳定时间3.34步进step电动机转子按从一个单拍励磁位置到下一个单拍励磁位置的转动。3.35步距角（单拍）step angle当空载状态下的步进电动机的相邻两相绕组被先后单拍励磁时，它的轴按步进序列运行一步所能转过的角位移。3.36步距角误差step angle error实际步距角与理论步距角相比的角位移偏差的最大值。通常用百分数来表示。4興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
GB/T20638-2006/1EC/TS60034-20-1:20023.37步进电动机stepping motor当按一定程序给定子绕组励磁时，其转子不连续旋转，并按一定角位移作增址运动的电动机。3.38每转步数steps per revolution转动一周所运行的步数。3.39步进位置step position当给空载状态下的步进电动机励磁使转轴作增量运动，其角度偏转的位置。注：步进位置不一定与自定位位置相同，3.40同步synchronism当每输入一个指令脉冲，转子就旋转一步的状态。3.41热阻thermal resistanceRih热流的阻抗。3.42热时间常数thermal time constant在规定条件下，给电动机施加恒定负载，绕组温升达到稳态值的632%所需时间。3.43转矩波动torque ripple在规定测试条件下，当电动机旋转一周时转矩的偏差（包括齿槽转矩），用转矩振幅峰一峰值的一半与平均转矩之比来表示。3.44逻辑分配器translator logic将输入脉冲转换成用于驱动步进电动机的规定模式的逻辑电路。3.45粘性阻尼系数（无穷源阻抗）viscous damping factor(at infinite source impedance)Dv电动机转速增加引起转矩下降的近似比例。Dy oc AT△w4符号和单位（表1）表1符号和单位符号名称国际单位Dy粘性阻尼系数NmsEe反电动势Vf额率Hz5興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
GB/T20638-2006/1EC/TS60034-20-1:2002表1（续）符号名称国际单位电流Ia峰值电流AJ转动惯址kgm'J.转子对转轴转动惯扯kgmKe反电动势系数VsKt转矩系数Nm/A电感H质址kgP。输出功率功率R电阻Rmt电动机端电阻nRa热阻K/WTTesk网JSC.NT摩擦转矩NmTw保持转矩NmTo峰值转矩Nm电压V峰值电压Vs电源电压(时刻的温度环境温度℃a热平衡的最终温度热时间常数w角速度w=de/dr1/s5尺寸5.11型电动机（基于公制尺寸）电动机（包括爪极步进电动机）尺寸应符合以下规定：凸缘号BF50及以下按GB/T4772.3一1999规定；凸缘号大于BF50按GB/T4772.1一1999规定。爪极步进电动机应符合表2及图2规定。興素前网Z.Z沁.ET
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