步進(jìn)電機(jī)的工作原理

1、步進(jìn)電機(jī)的工作原理、前言 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下， 電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響， 即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)， 電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。 這一線性關(guān)系的存在， 加上步進(jìn)電 機(jī)只有周期性的誤差而無累積誤差等特點(diǎn)。 使得在速度、 位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來 控制變的非常的簡(jiǎn)單。雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用， 但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī)， 交流電機(jī)在常規(guī) 下使用。 它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、 功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。 因此用好 步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。

2、目前,生產(chǎn)步進(jìn)電機(jī)的廠家的確不少，但具有專業(yè)技術(shù)人員，能夠自行開發(fā)，研制的廠 家卻非常少，大部分的廠家只一、二十人，連最基本的設(shè)備都沒有。僅僅處于一種盲目 的仿制階段。這就給用戶在產(chǎn)品選型、使用中造成許多麻煩。 簽于上述情況，我們決定 以廣泛的感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)為例。 敘述其基本工作原理。 望能對(duì)廣大用戶在選型、 使用、 及整機(jī)改進(jìn)時(shí)有所幫助。二、感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)工作原理（一）反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)原理由于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)工作原理比較簡(jiǎn)單。下面先敘述三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)原理。1、結(jié)構(gòu)：電機(jī)轉(zhuǎn)子均勻分布著很多小齒， 定子齒有三個(gè)勵(lì)磁繞阻， 其幾何軸線依次分別與轉(zhuǎn)子齒 軸線錯(cuò)開。0、1/3疋、2/3T,（相鄰兩

3、轉(zhuǎn)子齒軸線間的距離為齒距以疋表示），即A與齒1相對(duì)齊，B與齒2向右錯(cuò)開1/3T,C與齒3向右錯(cuò)開2/3T,A與齒5相對(duì)齊，（A就是A，齒5就是齒1）2、旋轉(zhuǎn)：如A相通電，B,C相不通電時(shí)，由于磁場(chǎng)作用，齒1與A對(duì)齊，（轉(zhuǎn)子不受任何力以下均同）。如B相通電,A,C相不通電時(shí),齒2應(yīng)與B對(duì)齊,此時(shí)轉(zhuǎn)子向右移過1/3T,此時(shí)齒3與C偏移為1/3T,齒4與A偏移（T-1/3T）=2/3T。如C相通電，A,B相不通電，齒3應(yīng)與C對(duì)齊，此時(shí)轉(zhuǎn)子又向右移過1/3T,此時(shí)齒4與A偏移為1/3T對(duì)齊。女口A相通電，B,C相不通電，齒4與A對(duì)齊，轉(zhuǎn)子又向右移過1/3T這樣經(jīng) 過A、B、C、A分別通電狀態(tài),齒4（即

4、齒1前一齒）移到A相,電機(jī)轉(zhuǎn)子向右轉(zhuǎn)過 一個(gè)齒距，如果不斷地按A,B,C,A通電，電機(jī)就每步（每脈沖）1/3T，向右旋轉(zhuǎn)。如按A,C,B,A通電，電機(jī)就反轉(zhuǎn)。由此可見： 電機(jī)的位置和速度由導(dǎo)電次數(shù) （脈沖數(shù)）和頻率成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。而方向由導(dǎo)電順序決定。不過，出于對(duì)力矩、 平穩(wěn)、噪音及減少角度等方面考慮。 往往采用A-AB-B-BCC-CA-A這種導(dǎo)電狀態(tài)，這樣將原來每步1/3疋改變?yōu)?/6疋。甚至于通過二相電流不同的組合， 使其1/3疋變?yōu)?/12T,1/24疋，這就是電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)的基本理論依據(jù)。不難推出：電 機(jī)定子上有m相 勵(lì)磁繞阻 ， 其軸 線分別與轉(zhuǎn) 子齒軸 線偏 移1/m,2/m（m1

5、）/m,1。并且導(dǎo)電按一定的相序電機(jī)就能正反轉(zhuǎn)被控制 - 這是步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的物理?xiàng)l件。 只要符合這一條件我們理論上可以制造任何相的步進(jìn)電機(jī)，出于成本等多方面考慮，市場(chǎng)上一般以二、三、四、五相為多。3、力矩：電機(jī)一旦通電，在定轉(zhuǎn)子間將產(chǎn)生磁場(chǎng)（磁通量）當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子錯(cuò)開一定角度產(chǎn)生力F與（d/d）B成正比S其磁通量 =Br*S Br為磁密，S為導(dǎo)磁面積F與L*D*Br成正 比L為鐵芯有效長(zhǎng)度，D為轉(zhuǎn)子直徑Br=N - I/R N為勵(lì)磁繞阻安匝數(shù) （電流乘匝數(shù)）R為磁阻。力矩=力*半徑力矩與電機(jī)有效體積*安匝數(shù)*磁密 成正比（只考慮線性狀態(tài)）因此，電機(jī)有效體積越 大，勵(lì)磁安匝數(shù)越大，定轉(zhuǎn)子間氣隙越小

6、，電機(jī)力矩越大，反之亦然。（二）感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)1、特點(diǎn)：感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)與傳統(tǒng)的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)相比， 結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)子加有永磁體， 以提供軟磁 材料的工作點(diǎn)， 而定子激磁只需提供變化的磁場(chǎng)而不必提供磁材料工作點(diǎn)的耗能，因此該電機(jī)效率高，電流小，發(fā)熱低。因永磁體的存在，該電機(jī)具有較強(qiáng)的反電勢(shì)，其自身 阻尼作用比較好，使其在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中比較平穩(wěn)、噪音低、低頻振動(dòng)小。感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)某種程度上可以看作是低速同步電機(jī)。一個(gè)四相電機(jī)可以作四相運(yùn) 行，也可以作二相運(yùn)行。 （必須采用雙極電壓驅(qū)動(dòng)） ，而反應(yīng)式電機(jī)則不能如此。例如： 四相， 八相運(yùn)行 （A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A）完全可以采用二相八

7、拍運(yùn)行方式.不難發(fā)現(xiàn)其條件為C=,D=.一個(gè)二相電機(jī)的內(nèi)部繞組與四相電機(jī)完全一致， 小功率電機(jī)一般直接接為二相，而功率大一點(diǎn)的電機(jī)， 為了方便使用， 靈活改變電機(jī)的動(dòng)態(tài)特點(diǎn)， 往往將其外部接線為八根引 線（四相），這樣使用時(shí)，既可以作四相電機(jī)使用，可以作二相電機(jī)繞組串聯(lián)或并聯(lián)使 用。2、分類感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)以相數(shù)可分為： 二相電機(jī)、 三相電機(jī)、 四相電機(jī)、 五相電機(jī)等。 以機(jī) 座號(hào) （電機(jī)外徑） 可分為：42BYG（BYG為感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)代號(hào)） 、57BYG、86BYG、110BYG、（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)） ，而像70BYG、90BYG、130BYG等均為國(guó)內(nèi)三、驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)組成使用、控制步進(jìn)電機(jī)必須

8、由環(huán)形脈沖，功率放大等組成的控制系統(tǒng)，其方框圖如下：1、脈沖信號(hào)的產(chǎn)生。脈沖信號(hào)一般由單片機(jī)或CPU產(chǎn)生，一般脈沖信號(hào)的占空比為0.3-0.4左右，電機(jī)轉(zhuǎn)速 越高，占空比則越大。2、信號(hào)分配我廠生產(chǎn)的感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)以二、 四相電機(jī)為主， 二相電機(jī)工作方式有二相四拍和二 相八拍二種，具體分配如下：二相四拍為,步距角為1.8度；二相八拍為,步距角為0.9度。四相電機(jī)工作方式也有二種，四相四拍為AB-BC-CD-DA-AB,步距角為1.8度；四 相八拍為AB-B-BC-C-CD-D-AB,（步距角為0.9度）。3、功率放大功率放大是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)最為重要的部分。 步進(jìn)電機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩取決于它的動(dòng)態(tài)

9、平 均電流而非靜態(tài)電流（而樣本上的電流均為靜態(tài)電流） 。平均電流越大電機(jī)力矩越大， 要達(dá)到平均電流大這就需要驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)盡量克服電機(jī)的反電勢(shì)。因而不同的場(chǎng)合采取不同 的的驅(qū)動(dòng)方式，到目前為止，驅(qū)動(dòng)方式一般有以下幾種：恒壓、恒壓串電阻、高低壓驅(qū) 動(dòng)、恒流、細(xì)分?jǐn)?shù)等。為盡量提高電機(jī)的動(dòng)態(tài)性能， 將信號(hào)分配、 功率放大組成步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源。 我廠生 產(chǎn)的SH系列二相恒流斬波驅(qū)動(dòng)電源與單片機(jī)及電機(jī)接線圖如下： 說明：CP接CPU脈沖信號(hào)（負(fù)信號(hào)，低電平有效）OPTO接CPU+5VFREE脫機(jī)，與CPU地線相接，驅(qū)動(dòng)電源不工作DIR方向控制，與CPU地線相接，電機(jī)反轉(zhuǎn)VCC直流電源正端GND直流電源負(fù)端A

10、接電機(jī)引出線紅線 接電機(jī)引出線綠線B接電機(jī)引出線黃線 接電機(jī)引出線藍(lán)線 步進(jìn)電機(jī)一經(jīng)定型，其性能取決于電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速 越高，力距越大則要求電機(jī)的電流越大，驅(qū)動(dòng)電源的電壓越高。電壓對(duì)力矩影響如下：4、細(xì)分驅(qū)動(dòng)器在步進(jìn)電機(jī)步距角不能滿足使用的條件下，可采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，細(xì)分驅(qū) 動(dòng)器的原理是通過改變相鄰 （A,B）電流的大小，以改變合成磁場(chǎng)的夾角來控制步進(jìn) 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的。四、步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用（一）步進(jìn)電機(jī)的選擇步進(jìn)電機(jī)有步距角（涉及到相數(shù)） 、靜轉(zhuǎn)矩、及電流三大要素組成。 一旦三大要素確定， 步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)便確定下來了。1、步距角的選擇電機(jī)的步距角取決于負(fù)載精度的要求，將負(fù)載的

11、最小分辨率（當(dāng)量）換算到電機(jī)軸上， 每個(gè)當(dāng)量電機(jī)應(yīng)走多少角度（包括減速）。電機(jī)的步距角應(yīng)等于或小于此角度。目前市 場(chǎng)上步進(jìn)電機(jī)的步距角一般有0.36度/0.72度（五相電機(jī)） 、0.9度/1.8度（二、四相電 機(jī)）、1.5度/3度 （三相電機(jī)）等。2、靜力矩的選擇步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機(jī)的靜力矩。靜力矩選擇的依 據(jù)是電機(jī)工作的負(fù)載，而負(fù)載可分為慣性負(fù)載和摩擦負(fù)載二種。 單一的慣性負(fù)載和單一 的摩擦負(fù)載是不存在的。 直接起動(dòng)時(shí) （一般由低速）時(shí)二種負(fù)載均要考慮， 加速起動(dòng)時(shí) 主要考慮慣性負(fù)載， 恒速運(yùn)行進(jìn)只要考慮摩擦負(fù)載。 一般情況下， 靜力矩應(yīng)為摩擦負(fù)載 的2-3倍

12、內(nèi)好，靜力矩一旦選定，電機(jī)的機(jī)座及長(zhǎng)度便能確定下來（幾何尺寸）3、電流的選擇靜力矩一樣的電機(jī)， 由于電流參數(shù)不同， 其運(yùn)行特性差別很大， 可依據(jù)矩頻特性曲線圖， 判斷電機(jī)的電流（參考驅(qū)動(dòng)電源、及驅(qū)動(dòng)電壓）4、力矩與功率換算步進(jìn)電機(jī)一般在較大范圍內(nèi)調(diào)速使用、 其功率是變化的， 一般只用力矩來衡量， 力矩與 功率換算如下：P= QM Q=2nn/60 P=2nnM/60其P為功率單位為瓦，Q為每秒角速度，單位為弧度，n為每分鐘轉(zhuǎn)速，M為力矩單位為牛頓米P=2nfM/400半步工作）其中f為每秒脈沖數(shù)（簡(jiǎn)稱PPS）（二）、應(yīng)用中的注意點(diǎn)1、步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用于低速場(chǎng)合-每分鐘轉(zhuǎn)速不超過1000轉(zhuǎn)， （0.

13、9度時(shí)6666PPS）， 最好 在1000-3000PPS（0.9度）間使用，可通過減速裝置使其在此間工作，此時(shí)電機(jī)工作效 率高，噪音低。2、步進(jìn)電機(jī)最好不使用整步狀態(tài)，整步狀態(tài)時(shí)振動(dòng)大。3、由于歷史原因， 只有標(biāo)稱為12V電壓的電機(jī)使用12V外，其他電機(jī)的電壓值不是驅(qū) 動(dòng)電壓伏值 ，可根據(jù)驅(qū)動(dòng)器選擇驅(qū)動(dòng)電壓（建議：57BYG采用直流24V-36V，86BYG采用直流50V,110BYG采用高于直流80V），當(dāng)然12伏的電壓除12V恒壓驅(qū)動(dòng)外也可 以采用其他驅(qū)動(dòng)電源， 不過要考慮溫升。4、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大的負(fù)載應(yīng)選擇大機(jī)座號(hào)電機(jī)。5、電機(jī)在較高速或大慣量負(fù)載時(shí)，一般不在工作速度起動(dòng)，而采用逐漸升頻提

14、速，一 電機(jī)不失步，二可以減少噪音同時(shí)可以提高停止的定位精度。6、高精度時(shí)，應(yīng)通過機(jī)械減速、提高電機(jī)速度,或采用高細(xì)分?jǐn)?shù)的驅(qū)動(dòng)器來解決，也可以采用5相電機(jī)，不過其整個(gè)系統(tǒng)的價(jià)格較貴， 生產(chǎn)廠家少， 其被淘汰的說法是外行話。7、電機(jī)不應(yīng)在振動(dòng)區(qū)內(nèi)工作，如若必須可通過改變電壓、電流或加一些阻尼的解決。8、電機(jī)在600PPS（0.9度）以下工作，應(yīng)采用小電流、大電感、低電壓來驅(qū)動(dòng)。9、應(yīng)步進(jìn)電機(jī)14問1.什么是步進(jìn)電機(jī)?步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 通俗一點(diǎn)講： 當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè) 脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（及步進(jìn)角） 。您可以通過 控制脈沖個(gè)數(shù)

15、來控制角位移量， 從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的； 同時(shí)您可以通過控制脈沖頻率來 控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。2.步進(jìn)電機(jī)分哪幾種?步進(jìn)電機(jī)分三種：永磁式（PM） ，反應(yīng)式（VR）和混合式（HB） 永磁式步進(jìn)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為7.5度 或15度； 反應(yīng)式步進(jìn)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為1.5度，但噪聲和振動(dòng)都很大。 在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家80年代已被淘汰；混合式步進(jìn)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。它又 分為兩相和五相：兩相步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)角一般為0.72度。這種步進(jìn)電機(jī)的 應(yīng)用最為廣泛。3.什么是保持轉(zhuǎn)矩（HOLDING TORQUE）?

16、保持轉(zhuǎn)矩（HOLDING TORQUE）是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。 它是步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一， 通常步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。 由于步進(jìn)電 機(jī)的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減， 輸出功率也隨速度的增大而變化， 所以保持轉(zhuǎn)矩就 成為了衡量步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一。比如，當(dāng)人們說2N.m的步進(jìn)電機(jī)，在沒有特殊說 明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為2N.m的步進(jìn)電機(jī)。4.什么是DETENT TORQUE?DETENT TORQUE是指步進(jìn)電機(jī)沒有通電的情況下，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。DETENT TORQUE在國(guó)內(nèi)沒有統(tǒng)一的翻譯方式，容易使大家產(chǎn)生誤解；由于反應(yīng)式步進(jìn)電 機(jī)的

17、轉(zhuǎn)子不是永磁材料，所以它沒有DETENT TORQUE。5.步進(jìn)電機(jī)精度為多少？是否累積?一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3-5%，且不累積。6.步進(jìn)電機(jī)的外表溫度允許達(dá)到多少 步進(jìn)電機(jī)溫度過高首先會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁， 從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步， 因此電機(jī) 外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)； 一般來講， 磁性材料的退磁點(diǎn)都 在攝氏130度以上， 有的甚至高達(dá)攝氏200度以上， 所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏80-90度 完全正常。7.為什么步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降?當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)； 頻率越高， 反向電動(dòng)勢(shì)越 大。在它的作用下

18、，電機(jī)隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。8.為什么步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn),但若高于一定速度就無法啟動(dòng),并伴有嘯叫聲?步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù)： 空載啟動(dòng)頻率， 即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻 率，如果脈沖頻率高于該值， 電機(jī)不能正常啟動(dòng)， 可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。 在有負(fù)載的情況下， 啟動(dòng)頻率應(yīng)更低。 如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動(dòng)，脈沖頻率應(yīng)該有加速過程， 即啟動(dòng)頻率較低， 然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕礁咚伲?。9.如何克服兩相混合式步進(jìn)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪聲?步進(jìn)電機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)振動(dòng)和噪聲大是其固有的缺點(diǎn)，一般可采用以下方案來克服：A.如

19、步進(jìn)電機(jī)正好工作在共振區(qū)，可通過改變減速比等機(jī)械傳動(dòng)避開共振區(qū)；B.采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動(dòng)器，這是最常用的、最簡(jiǎn)便的方法；C.換成步距角更小的步進(jìn)電機(jī)，如三相或五相步進(jìn)電機(jī)；D.換成交流伺服電機(jī)，幾乎可以完全克服震動(dòng)和噪聲，但成本較高；E.在電機(jī)軸上加磁性阻尼器，市場(chǎng)上已有這種產(chǎn)品，但機(jī)械結(jié)構(gòu)改變較大。10.細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分?jǐn)?shù)是否能代表精度?步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分技術(shù)實(shí)質(zhì)上是一種電子阻尼技術(shù)（請(qǐng)參考有關(guān)文獻(xiàn)） ，其主要目的是減弱或 消除步進(jìn)電機(jī)的低頻振動(dòng)，提高電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)精度只是細(xì)分技術(shù)的一個(gè)附帶功能。 比如對(duì)于步 進(jìn)角為1.8的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，如果細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)置為4，那么電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)分辨率為

20、每個(gè)脈沖0.45，電機(jī)的精度能否達(dá)到或接近0.45，還取決于細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分電 流控制精度等其它因素。 不同廠家的細(xì)分驅(qū)動(dòng)器精度可能差別很大； 細(xì)分?jǐn)?shù)越大精度越難控 制。11.四相混合式步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器的串聯(lián)接法和并聯(lián)接法有什么區(qū)別?四相混合式步進(jìn)電機(jī)一般由兩相驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)， 因此， 連接時(shí)可以采用串聯(lián)接法或并聯(lián)接法 將四相電機(jī)接成兩相使用。串聯(lián)接法一般在電機(jī)轉(zhuǎn)速較的場(chǎng)合使用， 此時(shí)需要的驅(qū)動(dòng)器輸出 電流為電機(jī)相電流的0.7倍，因而電機(jī)發(fā)熱??； 并聯(lián)接法一般在電機(jī)轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合使用 （又 稱高速接法），所需要的驅(qū)動(dòng)器輸出電流為電機(jī)相電流的1.4倍，因而電機(jī)發(fā)熱較大。12.如何確定步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器

21、的直流供電電源?A.電壓的確定：混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的供電電源電壓一般是一個(gè)較寬的范圍（比如IM483的供電電壓為1248VDC）,電源電壓通常根據(jù)電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速和響應(yīng)要求來選擇。如果電機(jī)工作轉(zhuǎn)速較高或響應(yīng)要求較快， 那么電壓取值也高， 但注意電源電壓的紋波不能超過驅(qū)動(dòng) 器的最大輸入電壓，否則可能損壞驅(qū)動(dòng)器。B.電流的確定：供電電源電流一般根據(jù)驅(qū)動(dòng)器的輸出相電流I來確定。如果采用線性電源，電源電流一般可取I的1.11.3倍；如果采用開關(guān)電源，電源電流一般可取I的1.52.0倍。13.混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的脫機(jī)信號(hào)FREE一般在什么情況下使用?當(dāng)脫機(jī)信號(hào)FREE為低電平時(shí)， 驅(qū)動(dòng)器輸出到電機(jī)的電

22、流被切斷， 電機(jī)轉(zhuǎn)子處于自由狀態(tài) （脫 機(jī)狀態(tài)）。在有些自動(dòng)化設(shè)備中，如果在驅(qū)動(dòng)器不斷電的情況下要求直接轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸（手動(dòng) 方式），就可以將FREE信號(hào)置低，使電機(jī)脫機(jī)，進(jìn)行手動(dòng)操作或調(diào)節(jié)。手動(dòng)完成后，再將FREE信號(hào)置高，以繼續(xù)自動(dòng)控制。14.如果用簡(jiǎn)單的方法調(diào)整兩相步進(jìn)電機(jī)通電后的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?只需將電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器接線的A+和A-（或者B+和B-）對(duì)調(diào)即可。關(guān)于驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分原理及一些相關(guān)說明（轉(zhuǎn)載） 在國(guó)外，對(duì)于步進(jìn)系統(tǒng)，主要采用二相混合式步進(jìn)電機(jī)及相應(yīng)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)器。 但在國(guó)內(nèi)，廣大用戶對(duì) “細(xì)分 ”還不是特別了解，有的只是認(rèn)為，細(xì)分是為了提高精 度，其實(shí)不然， 細(xì)分主要是改善電機(jī)的運(yùn)行性能， 現(xiàn)

23、說明如下：步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分控制是由驅(qū) 動(dòng)器精確控制步進(jìn)電機(jī)的相電流來實(shí)現(xiàn)的， 以二相電機(jī)為例， 假如電機(jī)的額定相電流為3A， 如果使用常規(guī)驅(qū)動(dòng)器 （如常用的恒流斬波方式）驅(qū)動(dòng)該電機(jī)， 電機(jī)每運(yùn)行一步，其繞組內(nèi)的 電流將從0突變?yōu)?A或從3A突變到0，相電流的巨大變化，必然會(huì)引起電機(jī)運(yùn)行的振動(dòng) 和噪音。如果使用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，在10細(xì)分的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)該電機(jī)，電機(jī)每運(yùn)行一微步，其繞 組內(nèi)的電流變化只有0.3A而不是3A，且電流是以正弦曲線規(guī)律變化， 這樣就大大的改善了 電機(jī)的振動(dòng)和噪音， 因此， 在性能上的優(yōu)點(diǎn)才是細(xì)分的真正優(yōu)點(diǎn)。 由于細(xì)分驅(qū)動(dòng)器要精確控 制電機(jī)的相電流，所以對(duì)驅(qū)動(dòng)器要有相當(dāng)高的技術(shù)要求和

24、工藝要求，成本亦會(huì)較高。注意， 國(guó)內(nèi)有一些驅(qū)動(dòng)器采用 “平滑 ”來取代細(xì)分， 有的亦稱為細(xì)分，但這不是真正的細(xì)分， 望廣大 用戶一定要分清兩者的本質(zhì)不同：1“平滑 ”并不精確控制電機(jī)的相電流，只是把電流的變化率變緩一些，所以“平滑”并不產(chǎn)生微步，而細(xì)分的微步是可以用來精確定位的。2電機(jī)的相電流被平滑后，會(huì)引起電機(jī)力矩的下降，而細(xì)分控制不但不會(huì)引起電機(jī)力矩的 下降，相反，力矩會(huì)有所增加。俺是步進(jìn)不僅新手，俺也來貼。1.什么是步進(jìn)電機(jī)?步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通俗一點(diǎn)講：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到 一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（及步進(jìn)角）。您可以通過控

25、制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量， 從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的； 同時(shí)您可以通過控制脈沖頻 率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。2.步進(jìn)電機(jī)分哪幾種?步進(jìn)電機(jī)分三種：永磁式（PM）,反應(yīng)式（VR）和混合式（HB） 永磁式步進(jìn)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為7.5度 或15度； 反應(yīng)式步進(jìn)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為1.5度，但噪聲和振動(dòng)都很大。在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家80年代已被淘汰；混合式步進(jìn)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。 它又分為兩相和五相：兩相步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)角一般為0.72度。這種步進(jìn)電 機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。3.什么是保持轉(zhuǎn)矩（HOLDING TORQU

26、E）?保持轉(zhuǎn)矩（HOLDING TORQUE）是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力 矩。它是步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一， 通常步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。 由于步 進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減， 輸出功率也隨速度的增大而變化， 所以保持轉(zhuǎn) 矩就成為了衡量步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一。比如，當(dāng)人們說2N.m的步進(jìn)電機(jī)，在沒有特 殊說明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為2N.m的步進(jìn)電機(jī)。4.什么是DETENT TORQUE?DETENT TORQUE是指步進(jìn)電機(jī)沒有通電的情況下，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。DETENT TORQUE在國(guó)內(nèi)沒有統(tǒng)一的翻譯方式，容易使大家產(chǎn)生誤解；由于反應(yīng)式步 進(jìn)

27、電機(jī)的轉(zhuǎn)子不是永磁材料，所以它沒有DETENT TORQUE。5.步進(jìn)電機(jī)精度為多少？是否累積?一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3-5%，且不累積。6.步進(jìn)電機(jī)的外表溫度允許達(dá)到多少?步進(jìn)電機(jī)溫度過高首先會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此 電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)； 一般來講， 磁性材料的退磁 點(diǎn)都在攝氏130度以上，有的甚至高達(dá)攝氏200度以上，所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏80-90度完全正常。7.為什么步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降?當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)；頻率越高，反向電動(dòng) 勢(shì)越大。在它的作用下，電機(jī)隨頻

28、率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。8.為什么步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn),但若高于一定速度就無法啟動(dòng),并伴有嘯叫聲?步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù)：空載啟動(dòng)頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈 沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機(jī)不能正常啟動(dòng)，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情 況下， 啟動(dòng)頻率應(yīng)更低。 如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動(dòng)，脈沖頻率應(yīng)該有加速過程， 即啟動(dòng)頻 率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕礁咚伲?。9.如何克服兩相混合式步進(jìn)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪聲?步進(jìn)電機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)振動(dòng)和噪聲大是其固有的缺點(diǎn)，一般可采用以下方案來克服：A.如步進(jìn)電機(jī)正好工作在共振區(qū)，可通過改變減速比等機(jī)械傳動(dòng)避開共振區(qū)；B.采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動(dòng)器，這是最常用的、最簡(jiǎn)便的方法；C.換成步距角更小的步進(jìn)電機(jī)，如三相或五相步進(jìn)電機(jī)；D.換成交流伺服電機(jī)，幾乎可以完全克服震動(dòng)和噪聲，但成本較高；E.在電機(jī)軸上加磁性阻尼器，