步進馬達本體和驅動器間的連接線長度,一般只說不可太長,但並沒有標準規範限制。
在實務應用上,存在著以原廠製造販售之[最長的延長線],為兩者距離的參考依據;
例如:原廠延長線有長度3米、5米、10米,那就代表10米是原廠建議的最長距離了。
原廠建議的最長距離,依據為何?
基本上是以[不嚴重影響馬達特性]為主要考慮因數(至少維持70%以上之效能)。
導線延長距離越長,導線的電阻則會隨之增大,流通電流後就會產生線間壓降現象。
也就是說,馬達的驅動電壓會有一部分壓降於延長的導線上,導致步進馬達的激磁電壓變小,
造成速度轉矩曲線上的高速轉矩提早下降。
如下圖所示:
假設RL可視為導線的電阻=1Ω,RA及RB可視 為步進馬達的線阻=10
Ω(並聯相當於= 5Ω), 相當於:馬達端的充磁電壓由12V降為10V。
壓降越大,高速轉矩提早下降的現象越明顯。
最長延長線計算的3點參考建議:
1. 延長線的線徑≧馬達導線的線徑。
2. 計算加上延長線後的線阻≦步進馬達的單相線阻的20%(此時延長線的線阻壓降≒29%)。
3. 計算時導線的長度l ,要以(延長線長度+馬達出線長度)* 2倍 的數值帶入計算式。
例:馬達TS3653N2E5
額定規範:電壓3.6V、電流2A、電阻1.8Ω,出線長度30mm
設:線阻RL≦1.8Ω*20%≒0.36Ω,另設:馬達導線的線徑≒0.5 mm2
RL=0.36=1.77*10-8 * l∕(0.5*10-6) , l =(0.36*0.5*10-6)∕1.77*10-8≒10.17(公尺)
延長線長度=(10.17∕2)-0.3=5.085-0.3 ≒4.79………… 建議max= 5公尺
當延長線線徑加大為1.25 mm2時,建議之延長線長度可加長為=1.25∕0.5=2.5倍 即建議max=5*2.5公尺=12.5公尺
PS:
- 延長距離越大也越容易受雜訊影響,若使用環境差,則有可能引起馬達動作被干擾。
- 導線的截面積越小,則電阻越大,線路壓降越大,結果會造成轉矩下降。
- 延長時應該使用與馬達導線上記載的相同 AWG 號碼的導線或使用更粗一點的導線。 這對其他任何種類的馬達來講,同樣也是一個需要注意的重點喔。