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步进电机小知识

　　1.什么是步进电机? 　　步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而*准确定位的目的；同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而*调速的目的。 　　2.步进电机分哪几种? 　　步进电机分三种：永磁式（PM） ，反应式（VR）和混合式（HB）永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度 或15度；反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。在欧美等发达*80年代已被淘汰；混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的应用*为广泛。 　　3.什么是保持转矩（HOLDING TORQUE）? 　　保持转矩（HOLDING TORQUE）是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机*重要的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的*而不断衰减，输出功率也随速度的*而变化，所以保持转矩就成为了衡量步进电机*重要的参数之一。比如，当人们说2N.m的步进电机，在没有*说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机。 　　4.什么是DETENT TORQUE? 　　DETENT TORQUE 是指步进电机没有通电的情况下，定子锁住转子的力矩。DETENT TORQUE 在国内没有统一的翻译方式，容易使大家产生误解；由于反应式步进电机的转子不是永磁材料，所以它没有DETENT TORQUE。 　　5.步进电机精度为多少？是否累积? 　　一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。 　　6.步进电机的外表温度允许*多少? 　　步进电机温度过高*先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的*高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点；一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的甚至*摄氏200度以上，所以步进电机外表温度在摄氏80-90度*正常。 　　7.为什么步进电机的力矩会随转速的升高而下降? 　　当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率（或速度）的*而相电流减小，从而导致力矩下降。 　　8.为什么步进电机低速时可以正常运转,但若高于*速度就无法启动,并伴有啸叫声? 　　步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使电机**转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率较低，然后按*加速度升到所希望的高频（电机转速从低速升到*）。 　　9.如何克服两相混合式步进电机在低速运转时的振动和噪声? 　　步进电机低速转动时振动和噪声大是其固有的缺点，一般可采用以下方案来克服： 　　A.如步进电机正好工作在共振区，可通过改变减速比等机械传动避开共振区； 　　B.采用带有细分功能的驱动器，这是*常用的、*简便的方法； 　　C.换成步距角更小的步进电机，如三相或五相步进电机； 　　D.换成交流伺服电机，几乎可以*克服震动和噪声，但成本较高； 　　E.在电机轴上加磁性阻尼器，市场上已有这种产品，但机械结构改变较大。 　　10.细分驱动器的细分数是否能代表精度? 　　步进电机的细分技术实质上是一种电子阻尼技术（请参考有关文献），其主要目的是减弱或消除步进电机的低频振动，*电机的运转精度只是细分技术的一个附带功能。比如对于步进角为1.8°的两相混合式步进电机，如果细分驱动器的细分数设置为4，那么电机的运转分辨率为每个脉冲0.45°，电机的精度能否*或接近0.45°，还取决于细分驱动器的细分电流控制精度等其它因素。不同厂家的细分驱动器精度可能差别很大；细分数越大精度越难控制。 　　11.四相混合式步进电机与驱动器的串联接法和并联接法有什么区别? 　　四相混合式步进电机一般由两相驱动器来驱动，因此，连接时可以采用串联接法或并联接法将四相电机接成两相使用。串联接法一般在电机转速较低的场合使用，此时需要的驱动器输出电流为电机相电流的0.7倍，因而电机发热小；并联接法一般在电机转速较高的场合使用（又称*接法），所需要的驱动器输出电流为电机相电流的1.4倍，因而电机发热较大。 　　12.如何确定步进电机驱动器的直流供电电源? 　　A.电压的确定 　　混合式步进电机驱动器的供电电源电压一般是一个较宽的范围（比如IM483的供电电压为12～48VDC），电源电压通常根据电机的工作转速和响应要求来选择。如果电机工作转速较高或响应要求较快，那么电压取值也高，但注意电源电压的纹波不能*过驱动器的*大输入电压，否则可能损坏驱动器。 　　B.电流的确定 　　供电电源电流一般根据驱动器的输出相电流I来确定。如果采用线性电源，电源电流一般可取I的1.1～1.3倍；如果采用开关电源，电源电流一般可取I 的1.5～2.0倍。 　　13.混合式步进电机驱动器的脱机信号FREE一般在什么情况下使用? 　　当脱机信号FREE为低电平时，驱动器输出到电机的电流被切断，电机转子处于自由状态（脱机状态）。在有些自动化设备中，如果在驱动器不断电的情况下要求直接转动电机轴（手动方式），就可以将FREE信号置低，使电机脱机，进行手动操作或调节。手动完成后，再将FREE信号置高，以继续自动控制。 　　14.如果用简单的方法调整两相步进电机通电后的转动方向? 　　*将电机与驱动器接线的A 和A-（或者B 和B-）对调即可。 　　步进电机的主要特性：　　1 步进电机*须加驱动才可以运转， 驱动型号*须为脉冲信号，没有脉冲的时候， 步进电机静止， 如 　　果加入适当的脉冲信号， 就会以*的角度（称为步角）转动。转动的速度和脉冲的频率成正比。 　　2 腾龙版步进电机的步进角度为7.5 度，一圈360 度， 需要48 个脉冲完成。 　　3 步进电机具有*启动和*停止的*特性。 　　4 改变脉冲的顺序， 可以方便的改变转动的方向。 　　因此，目前打印机，绘图仪，机器人，等等设备都以步进电机为动力*