QSH2818步进电机手册解读：从特性到操作要点

最近在进行电机选型和电路设计时，仔细研究了TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG的QSH2818步进电机手册。这里将一些核心内容和心得分享出来，希望对各位工程师朋友有所帮助。

文件下载：QSH2818_datasheet_rev1.07.pdf

产品概述

QSH2818是一款两相混合式步进电机，专为微步进操作优化，能与TRINAMIC系列的电机控制器和驱动器完美适配。它有两种型号，QSH2818 - 32 - 07 - 006和QSH2818 - 51 - 07 - 012，额定电流均为0.67A，扭矩分别为6Ncm和12Ncm。

技术特性

机械特性

• 安装配置：采用NEMA 11安装方式，法兰最大尺寸为28.0mm * 28.0mm。
• 轴尺寸：轴直径5mm，轴长20mm。
• 步距角：1.8°，精度最大误差为5%。

电气特性

• 额定电压：两款型号分别为3.8V和6.2V。
• 相电阻和电感：20°C时，相电阻分别为5.6Ω和9.2Ω，相电感分别为3.4mH和7.2mH。
• 最大适用电压：可达36V。

选型与订购

选择合适的电机

应用中，选择合适的电机至关重要。关键参数是所需的电机扭矩和速度。虽然电机的保持扭矩能用于比较不同电机，但在实际应用中，最大速度下的负载扭矩才是关键。一般来说，电机越长、直径越大，扭矩越大，但在相同驱动电压下，高速时大电机的扭矩下降更快。所以，要根据扭矩 - 速度曲线来选择能在所需速度下提供足够扭矩的电机。

确定最大所需扭矩

可以先选择大致合适的电机，考虑最坏情况，如最小驱动电源电压、最小驱动电流、极端环境温度和最大机械摩擦力等，再加上10%的安全余量。

订购代码

订购代码	描述	尺寸(mm)
QSH2818 - 32 - 07 - 006	QMot步进电机，28mm，0.67A，6Ncm	28 x 28 x 32
QSH2818 - 51 - 07 - 012	QMot步进电机，28mm，0.67A，12Ncm	28 x 28 x 51

操作要点

电机电流设置

• 优化电流设置：电机扭矩与电流成正比，但功耗与电流的平方成正比。一般在额定电流下选择能满足性能要求的电机。短时间内可提高电流以增加扭矩，但要注意线圈温度不超过130°C，连续工作温度不超过90°C。
• 选择待机电流：大多数应用在电机静止时不需要大扭矩，此时应降低电流以减少功耗和发热。可以根据应用情况尝试降低电流，甚至在无静态负载且摩擦力足够时将电流降为零。

电机驱动电源电压

• 电压选择：在很多应用中，驱动电源电压不能随意选择。较高的电压意味着在高速时能提供更大的扭矩。可以参考驱动数据手册，根据电机扭矩曲线选择合适的电压。
• 判断电压是否足够：可以通过听电机声音和测量电机线圈电流来判断。如果电机声音变得嘈杂，或者电流波形异常，可能表示电压不足，此时可以考虑增加电压或降低电流。

反电动势（BEMF）

反电动势常数的数值与扭矩常数相同。可以用示波器测量两相步进电机的反电动势常数，测量时手动转动电机轴，记录一相线圈的电压和频率。

换向方案选择

• 微步进：现代驱动器大多采用微步进方案，能使电机平稳运行，提高位置分辨率。建议使用16微步或更多，以避免共振。
• 整步：整步操作时电机速度比微步进高约10%，但可能会出现共振。应避免在共振频率下长时间运行，可通过提高加速度或降低电流来避免共振。

最佳电机设置

最佳电机设置	单位	QSH2818 - 32 - 07 - 006	QSH2818 - 51 - 07 - 012
电机电流（RMS）	A	0.67	0.67
电机电压	V	24	24
最大微步速度 = 整步阈值	RPS	5.817	4.578
最大整步速度	RPS	12.875	9.155

在实际设计中，大家是否也遇到过类似的电机选型和参数设置问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和心得。