【电子行业标准(SJ)】 ３６ＢＹＲ２１型永磁式步进电动机

中华人民共和国电子工业行业标准36BYR21型永磁式步进电动机
Type36BYR21P.M.Steppingmotor主题内容和适用范围
SJ/T10017—91
本标准规定了36BYR21型永磁式步进电动机的技术要求，试验方法、检验规则及标志、包装、运输和贮存等方面的要求。36BYR21型系三相永磁式步进电动机，转子采用永磁材料，隐极结构。本标准适用于36BYR21型永磁式步进电动机（以下简称电机），其它相类似结构的隐极式三相永磁式步进电动机也可参照采用。2引用标准
GB2828
GB5872
GB7345
GB7346
逐批检查计数抽样程序及抽样表（适用于连续批的检查）控制微电机包装技术条件
控制微电机基本技术要求
控制微电机基本外形结构型式
GJB360.11
电子及电气元件试验方法，易燃性（外部火焰）试验3术语
3.1功放电路Poweramplifiercircuit驱动电路中与电机绕组相连接的末级功率放大电路。额定电压Rated voltage
施加于驱动电路功放电路的电压。额定电流Ratedcurrent
驱动电路中，恒流控制部分设定的静态电流平均值。锁定位置Detentposition
电机空载下控制频率为零对绕组激磁时，转子所处位置3.5静态负载角Staticloadangle当控制频率为零时，在电机转子上施加给定的静态转矩，转子相对空载状态转动的角度。3.6位置误差Positionalerror
当电机从某个参考锁定位置旋转时，各锁定位置相对于理论位置的静态角偏差。滞后误差Deadrange
由于机械摩擦或磁的作用使电机转子偏离锁定位置所出现的非周期性的角偏差。中华人民共和国机械电子工业部1991-04-08批准1991-07-01实施
3.8保持转矩Holdingtorque
SJ/T10017-91
电机激磁后，施加于电机转轴上使其不能产生连续转动的最大静态转矩定位转矩Locationtorque
电机不激磁，施加于电机转轴上使其不能产生连续转动的最大静态转矩。运行转矩Pull—outtorque
电机在一定的负载惯量与给定的控制频率下，能够驱动的最大负载转矩。3.11
负载转矩Loadtorque
所有施加于转子上的外部静转矩（摩擦转矩）之和。3.12负载惯量Loadinertia
所有折算到转子上的外部的转动惯量之和。3.13额定供电状态Normalsupplystate按规定的驱动电路驱动，在额定电压、额定电流的条件下，按规定的绕组通电方式的供电状态。
3.14起始转矩梯度Origintorquegradient当电机静态负载角为零时，矩角特性上该点转矩对静态负载角的导数。4
技术要求
环境条件
环境条件
环境温度℃
相对湿度
大气压力kPa
4.2外形及安装尺寸
—15~70
70℃时95%，3次循环
70℃时>60
10~55Hz，双振幅1.5mm
150m/s2
电机的外形及安装尺寸、齿轮精度应符合图1的要求。4.3出线标志bzxz.net
-40~70
40℃时95%，10次循环
电机绕组为三角形连接，引出线三根，并加接插头，引出线颜色及在接头上的排列，按图1的规定。
4.4驱动电路
驱动电路为双极性恒流驱动电路，如图2所示，主要由功放电路，逻辑控制部分，恒流控制部分构成。
功放电路应能提供足够的驱动电流。SJ/T1001791
Sto\0~s\gt
0干96
0年97
0ex金
100-8-0
SJ/T10017-91
恒流控制部分应能保证电机在运转过程中功放电路的电流平均值恒定不变。逻辑控制部分应能保证按规定的绕组通电程序，使电机按规定的方向旋转。4.5旋转方向
电机旋转方向是可逆的，按图2接线，按表1给出的通电程序，电机可进行顺、逆时针方向旋转。旋转方向系面对轴伸端所视之方向。表
旋转方向
电机引线颜程
顺时针
注：①H表示引线与工作电压相接，即高电位。②L表示引线接地、即零电位。
1、2、3……为顺时针通电程序。④8、7、6....为逆时针通电程序。恒
4.6电机主要参数与性能
逆时针
功放电路
电机采用4.4规定的驱动电路驱动，其主要参数与性能如表2所示：7
电机相数
额定电压
额定电流
步距角
额定保持转矩
定位转矩
SJ/T10017-91
起始转矩梯度
空教起动频率
当【=，=0时
惯性负载起动频率
当[=I，Jz=20×10-7kgm
空载运行频率
U=40V时
当lIn，
运行转矩
当1=Ix，Um=40V时
fs)=0~500Hz
fi=-1200Hz
位置误差，当【一In时
滞后误差，当=时
去磁安全系数
两引线间电感
两引线间电阻，20℃
转子转动惯量
静态功率损耗
运行总功率损耗
注：1)J,为折算到转子上的负毂惯量。2)f.为驱动电路控制脉冲频率，4.7装配质量
4.7.1外观
60±3mN.m
≥2mN.m/1°
≥590Hz
≥310Hz
≥1400Hz
7.5±1.125mH
6.5±0.852
<7×10-7kg.m2
10000h
电机表面清洁，不应有锈蚀，碰伤，脱漆，紧固件应牢固。引出线长度、颜色、保护方式应符合4.2的要求，插头装接应牢靠，引线在插头上的排列应正确，铭牌字迹及内容应清晰无误。4.7.2电机应旋转灵活，不应存在擦卡现象。4.7.3在轴上施加10N轴向力时，电机不充许存在轴向间隙。5
4.8两引线间电阻
SJ/T10017-91
电机定子绕组任意两引线间的电阻，在20℃时应满足4.6表2的规定。4.9空载起动频率
在额定供电状态下（按4.4规定的驱动电路，额定电压，额定电流，按4.5表1规定的通电程序)电机的空载起动频率应符合4.6中表2的规定。4.10惯性负载起动频率
电机负载转矩为零、转子上施加规定的惯性负载，在额定供电状态下，惯性负载起动频率应符合4.6中表2的规定。
4.11空载运行频率
在额定供电状态下，空载运行频率应符合4.6中表2的规定。4.12运行转矩
在额定供电状态下，电机在规定的控制频率下的运行转矩应符合4.6中表2的规定。4.13起始转矩梯度
在额定供电状态下，电机矩角特性的起始转矩梯度应符合4.6中表2的规定。4.14位置误差
在额定供电状态下，电机空载单脉冲运行，位置误差应符合4.6中表2的规定，4.15滞后误差
在额定供电状态下，滞后误差应符合4.6中表2的规定。4.16额定保持转矩
在额定供电状态下，电机的额定保持转矩应符合4.6中表2的规定。4.17去磁安全系数
电机在1.3倍额定电流的条件下运转一分钟后，恢复到额定电流，电机的额定保持转矩应符合4.6中表2的规定。
4.18定位转矩
电机在不通电的状态下，定位转矩应符合4.6中表2的规定。4.19两引线间电感
电机任意两引线间的电感应符合4.6中表2的规定。4.20转子转动惯量
电机转子转动惯量应符合4.6中表2的规定。4.21静态功率损耗
在额定供电状态下，当绕组温度为20℃，驱动电路控制频率为零时，测量电机绕组铜耗，应符合4.6中表2的规定。
4.22运行总功率损耗
在额定供电状态下，电机在控制频率为1000Hz的条件下运行，当绕组温度为60℃时，测量电机运行总功率损耗，应符合4.6中表2的规定。4.23温升
在额定供电状态下，电机在控制频率为10Hz的条件下运行。电机的温升不大于75K。4.24、低温
电机在一40℃温度下进行试验，试验结束后，在一15℃温度下测试电机空载起动频率应符合4.9的要求。
4.25低温低气压
SJ/T10017—91
电机在15kPa气压与一40℃温度下进行试验，试验结束后绕组对机壳绝缘电阻不低于50MQ。
4.26高温
电机在70℃温度下进行高温试验，检查电机绝缘电阻不低于5MQ，测取电机空载起动频率应符合4.9的要求。
4.27振动
按4.1.4规定的振动条件进行振动试验，试验结束后，电机应无机械损伤及紧固件松动现象。检查电机空载起动频率和空载运行频率应符合4.9与4.11的要求。4.28冲击
按4.1.5规定的冲击条件进行冲击试验，试验结束后，电机应无机械损伤及紧固件松动现象。检查电机空载起动频率和空载运行频率应符合4.9与4.11的要求。4.29安全要求
4.29.1绝缘介电强度
绕组对机壳应能承受50Hz，580V正弦波电压分钟的介电强度试验，应无飞弧与击穿现象，且绕组漏电流峰值不大于1mA。4.29.2带态绝缘电阻
绕组对机壳的绝缘电阻，在室温下不低于100MQ4.29.3交变湿热
按4.1.2规定的湿热条件进行湿热试验，试验结束后，电机绝缘电阻不应小于1MQ，按4.29.1规定进行绝缘介电强度试验，检查电机空载起动频率与运行频率应符合4.9和4.11的要求。
4.29.4阻燃性能
电机所用塑料件、引线、套管应具有阻燃性。燃烧持续时间不超过30s，不充许存在爆炸性燃烧。
4.30寿命
电机在仪器中工作寿命为10000h。4.31重量
电机重量应符合4.6中表2的要求。5试验方法
5.1试验条件
5.1.1气候条件
按GB7345中3.1.1的规定。
5.1.2稳定温度
按GB7345中3.1.5的规定。
5.1.3测试仪表精度
检套试验、验收试验不低于1级，鉴定试验，周期试验不低于0.5级。5.1.4电机安装
：试验时，电机应轴向水平安装。7
5.2外形及安装尺寸
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用能保证精度的具及仪器测量电机外形、安装尺寸及齿轮精度应符合4.2的要求。5.3装配质量
5.3.1旋转方向与出线标志
按4.5给出的通电程序，电机在额定供电状态下低频空载运转，目测其旋转方向，并检查引线颜色及其在接头上的排列的正确性，应符合4.3与4.5的要求。5.3.2外观
按GB7345中3.2.1进行，应符合4.7.1的要求。5.3.3轴向间隙
按GB7345中3.2.3进行，轴向力为10N，应符合4.7.3的要求。5.3.4旋转灵活性
用手轻轻旋转转子，凭手感检查电机，应符合4.7.2的要求。5.4两引线间电阻
电机在达到不通电稳定温度后，用惠更斯电桥或其它能保证精度的方法测量任意两引线间的电阻，按下式换算到20℃时的电阻，应符合4.8的要求。R
R20=1+a(t-20)
式中：R20一一温度为20℃时的绕组电阻，92；R—测量时温度为t时的绕组电阻，；a———温度系数，铜导线的温度系数a=0.004，1/℃；t一-测量电阻R,时的室温，℃。5.5绝缘介电强度
按GB7345中3.7的规定进行试验，应符合4.29.1的规定。5.6绝缘电阻
按GB7345中3.8的规定进行试验，应符合4.29.2的规定。5.7额定保持转矩
在额定供电状态下，使控制频率为零，电机转子处于锁定位置，用码或力矩测试仪在转子轴上施加静态转矩，使其静态负载角逐渐增加、测取导致转子产生连续旋转前一瞬间的静态转矩，一个分配周期内任意一个分配状态下的额定保持转矩均应符合4.15的规定。5.8空载起动频率
电机不加任何负载转矩，在额定供电状态下，采取预置脉冲数或其它检查失步的方法，电机从锁定位置起动，分别测取转子三个不同位置正反两个方向的起动频率，应符合4.9的规定。
5.9惯性负载起动频率
除电机轴上施加按4.6表2项规定的转动惯量外，其余均同于5.8的方法。惯性负载起动频率应符合4，10的规定。
5.10空载运行频率
在额定供电状态下，测取电机空载起动后，随着控制频率连续上升能不失步运行的最高频8
SJ/T10017-91
率，电机正反两个方向的空载运行频率应符合4.11的规定。5.11位置误差
在额定供电状态下，电机空载单脉冲运转一一周，用读数显微镜或其它方法，测出一周内每一步的实际锁定位置与理论锁定位置的角度偏差，应符合4.15的规定。5.12滞后误差
在额定供电状态下，控制频率为零，电机处于锁定位置，在转子轴上施以静态转矩，使其向正方向或反方向旋转一个步距角，然后去掉静态转矩，测取初始锁定位置与去掉静态转矩后转子停住的位暨间的角度偏差、一周内每个锁定位置的滞后误差均应符合4.15的规定。5.13定位转矩
电机不通电，用础码或力矩测试仪在转子轴上施加静态转矩，使静态负载角逐渐增加，测取使转子产生连续旋转前一瞬间的最大静态转矩、转子三个不相邻位置的定位转矩，应符合4.18的规定。
5.14起始转矩梯度
在额定供电状态下，控制频率为零，电机处于锁定位置、测取矩角特性，用图解法求出矩角特性起始点的导数，即为起始转矩梯度，转子三个不相邻位置的起始转矩梯度均应符合4.13的规定。
5.15运行转矩
在额定供电状态下，电机空载起动后，控制频率平滑地升至4.12规定的频率值，然后在转子轴上缓慢地施加负载转矩，测取电机失步前一瞬间的最大负载转矩值，应符合4.12的规定。5.16两引线间电感
按图3所示，电机两引线间施以400Hz正弦交流电压，按式（2）计算出两引线间电感值，应符合4.19的规定。
充许用其它等效方法测最。
~400Hz
sind×10
电机绕组
（2）
（3）
式中：U一两引线间电压值，V：1——电流值，A；
p—功率值，W；
L电感，mH。
5.17转子转动惯量
SJ/T1001791
按GB7345中3.10进行，应符合4.20的要求。5.18温升
电机安装在附录A规定的散热板上，在额定供电状态下，按4.23规定的控制频率空载运转至稳定温度。按GB7345中3.13中规定的电阻法测取绕组温升，应符合4.23的规定。5.19静态功率损耗
电机在室温条件下，放置2h后，测取两引线间直流电阻R20（若室温不为20℃，可将测得的电阻值换算到20℃时的电阻值），按式（4)计算静态功率损耗，应符合4.21的规定。Pcu
5.20运行总功率损耗
·（4)
电机在环境温度60℃的条件下放置2h以后，再将其置于室温环境中，在额定供电状态下，电机在控制频率为1000Hz条件下开始运行，在三分钟内测取电机的运行转矩及电源的总输入功率，按式（5）计算电机的运行总功率损耗，应符合4.22的规定。EP PI - P2
式中.P.电源的总输入功率，W
P2控制频率f.为1000Hz时，电机输出功率，W。Pz可按下式计算：
式中：T一控制频率f.为1000Hz时的电机运行转矩，N·m；a——步距角，()。
5.21去磁安全系数
（5）
（6）
将驱动电路中恒流控制部分电流调节到1.3倍额定电流，电机在500Hz的控制频率范围内运行1min后，将电流恢复到额定值。控制频率为零时，电机处于锁定位置，按5.7方法测量电机的额定保持转矩，应符合4.17的规定。5.22低温
电机不通电，置于低温箱内，使箱温逐渐降低至一40士3℃，保温2h，然后使箱温逐渐上升至一15土2℃（电机表面不允许结霜与结冰）保温2h。在额定供电状态下，检查电机空载起动频10
率，应符合4.9的规定。
5.23低温低气压
SJ/T10017--91
在温度一10℃，大气压为15kPa的低温低气压的条件下，按GB7345中3.17.1进行试验，应符合4.25的规定。
5.24交变湿热
按4.1条规定的湿热条件进行10个周期的循环试验，然后再按工作湿热条件进行3个周期循环试验，总计13个循环。试验结果应符合4.29.3的要求。交变湿热试验周期时间分配图如图1所示相对湿度[
环境温度℃
室温25℃
升温结束
偏离温度+2℃
偏离温度—2℃
12±1/2h
低温开始
给定温度
图4交变湿热试验周期时间分配图5.25高温
电机不通电，置于高温箱内，使箱内温度逐渐升至70土2℃，保温2h，在箱内测取绝缘电阻及在额定供电状态下。测取电机的空载起动频率，应符合1.26的要求。5.26振动
按GB7345中3.18.1进行试验。试验时电机不通电，试验结束后，应符合4.27的规定。5.27冲击
按GB7345中3.19.1进行试验。试验时电机不通电，试验结束后，应符合4.28的规定。11
5.28重量
SJ/T10017—-91
用感量为1%的衡器称取电机重量，应符合4.31的规定。5.29阻燃性能
引线与套管在端头施加火焰，定子铁心支架在端部施加火焰，按GJB360.11进行试验，燃烧持续时间应符合4.29.4的规定。5.30寿命
5.30.1电机负载
在电机轴上施加不小于如下负载：负载转动惯量：20×10-7kg.m2
干摩擦负载转矩：10mN.m
齿轮承受的径向力：15N
5.30.2运行方式
电机用4.4规定的驱动电路驱动，驱动电路能提供1A及1.5A的电流，电机置于温度可调的试验箱内进行试验。
一个周期按下述方式构成：
调节电流为1A，起动频率为100士10Hz，电机每三步构成一个步组，步组间有个能使电机轴处于停转状态的休息时间，如图5a所示。在一个方向上旋转70个步组。改变电机旋转方向以后，调节电流为1.5A，电机运行频率由0Hz升至1200Hz，然后再降频至0Hz，在这一过程中电机旋转210步，升降频曲线形状是任意的，如图5b所示。步数
5.30.3试验过程
f-100Hz
~350ms
图5试验周期构成图
5.30.3.1调节试验箱内温度，使电机绕组温度保持为75℃。按5.30.2规定的运行方式连续运行3×10°周期。
5.30.3.2调节试验箱内温度，使绕组温度保持130℃，按5.30.2规定的运行方式连续运行1×10°周期。
5.30.3.3调节试验箱内温度，使绕组温度为0℃时，电机开始运行，绕组温度为50℃时，电机运行2h（包括绕组发热时间），然后电机断电，电机冷却到绕组温度0℃。绕组冷却到0℃时，重复前述0℃～50℃～0℃温度交变试验，按5.30.2规定的运行方式连续运行1×10°周期。
5.30.3.4按5.30.3.1运行方式连续运行1.5×10周期。12
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