这篇文章介绍了步进电机电机的特色、挑选办法及对其常见问题的分析。
电机身为履行器件，是机械电子工程的重要器件之一, 大范使用在不同自动化控制系统中。大范围的使用于机械电子工程商品中，如：数控机床、包装机械、核算机外围设备、复印机、传真机等。 因微电子与计算机领域的进步，步进电机的市场日积月累，在各个经济范畴都有使用。 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的履行机构。当步进电机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变一个固定的视点(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的视点一步一步作业的。能够经过控制脉冲个数来控制角位移量，然后到达精确定位的意图；一起能够经过控制脉冲频率来控制电机转变的速度和加快度，然后到达调速的意图。步进电机能够作为一种控制用的特种电机，使用其没有堆集差错(精度为100%)的特色，广泛使用于各种开环控制。 如今对比常用的步进电机包含反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。永磁式步进电机通常为两相，转矩和体积较小，步进角通常为7.5度 或15度；反应式步进电机通常为三相，可完成大转矩输出，步进角通常为1.5度，但噪声和振荡都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，使用磁导的改动发生转矩。混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的长处。它又分为两相和五相：两相步进角通常为1.8度而五相步进角通常为 0.72度。这种步进电机的使用最为广泛。 1.步进电机的一些特色 （1）通常步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。 （2）步进电机表面答应的最高温度。步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，然后致使力矩降低乃至于失步，因而电机表面答应的最高温度应取决于不一样电机磁性材料的退磁点；通常来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的甚至高达摄氏200度以上，所以步进电机表面温度在摄氏80-90度彻底正常。 （3）步进电机的力矩会随转速的升高而降低。当步进电机转变时，电机各相绕组的电感将构成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的效果下，电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，然后致使力矩降低。 （4）步进电机低速时能够正常作业,但若高于一定速度就无法发动,并伴有啸叫声。步进电机有一个技能参数：空载发动频率，即步进电机在空载状况下能够正常发动的脉冲频率，假如脉冲频率高于该值，电机不能正常发动，能够发生丢步或堵转。在有负载的状况下，发动频率应更低。假如要使电机到达高速转变，脉冲频率应该有加快进程，即发动频率较低，然后按一定加快度升到所期望的高频（电机转速从低速升到高速）。 2.步进电机的挑选 挑选步进电机时，首先要确保步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时，首先要核算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满意机械负载并有一定的余量确保其作业牢靠。在实践作业进程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。通常地说最大静力矩Mjmax大的电机，负载力矩大。 挑选步进电机时，应使步距角和机械系统匹配，这样能够得到机床所需的脉冲当量。在机械传动进程中为了使得有更小的脉冲当量，一是能够改动丝杆的导程，二是能够经过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改动其分辨率，不改动其精度。精度是由电机的固有特性所决议。 挑选功率步进电机时，应当预算机械负载的负载惯量和机床需求的发动频率，使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量，使之最高速接连作业频率能满意机床疾速移动的需求。 挑选步进电机需求核算的内容包含： （1）齿轮的减速比。 （2）作业台，丝杆以及齿轮折算至电机轴上的惯量Jt。 （3）电机输出的总力矩M。 （4）负载起动频率（预算）。 （5）作业的最高频率与升速时刻。 （6）负载力矩和最大静力矩Mmax。 3.步进电机的一些常见问题 3.1步进电动机的失步 缘由一：转子的加快度慢于步进电机的旋转磁场，也即是低于换相速度而发生的。这是因为输入电机的电能缺乏，在步进电机中发生的同步力矩无法则转子速度跟从定子磁场的旋转速度，然后引起失步。而且凡是比这时频率高的作业频率都必将失步。这种失步阐明晰步进电机的拖动才能不够。一旦削减负载，或许进步绕组的激磁电流，则有能够战胜失步。 缘由二：转子的平均速度高于定子磁场的平均旋转速度。这时定子通电激磁的时刻较长，大于转子步进一步所需的时刻，则转子在步进进程中获得了过多的能量，然后发生前冲和后冲的摇摆振荡。当振荡满足严峻时就致使失步。 3.2怎么让电机坚持转矩 坚持转矩是指步进电机通电但没有转变时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩挨近坚持转矩。 因为步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而改动，所以坚持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比方，当大家说2N.m的步进电机，在没有特别阐明的状况下是指坚持转矩为2N.m的步进电机。 3.3步进电动机振荡的缘由 缘由一：振荡是步进电机在作业时存在的通常表象，但严峻的振荡会引起失步。振荡的缘由有多种，其间首要的缘由有步进电机处于低频单步作业;步进电机的换相频率和转子的特征频率、倍特征频率、分数特征频率持平;步进电机俄然泊车等状况。 缘由二：当步进电机进行单步旋转时，其作业频率一定处于低频区。在开始作业时，转子在磁场力矩的效果下加快转变，当转子转到新的平衡点时其速度依然适当高，然后冲过了平衡安稳点发生过冲。车子一方面向前过冲，当转子速度减到为零时，因为磁场拉力矩的效果则反向冲向平衡点，又构成反向过冲。因为机械磨擦力矩及电磁力矩的效果。构成一个衰减振荡进程。最终，转子则安稳停在平衡点。 实践使用中对步进电机有哪些需求： （1）步进电机在电脉冲的控制下能迅速起动、正回转、停转及在很宽的范围内进行转速调节。 （2）加工精度高，即需求一个脉冲对应的位移量小，并要精确、均匀。这就需求步进电机步距小，步距精度高，不得丢步或是过冲。 （3）动作疾速。即不仅起动、留步、回转快，并能接连高速作业以进步劳动生产率。 （4）输出转矩大，可直接股动负载。 步进电动机以其明显的特色，在数字化制作年代发扬着重大的用途。伴随着不一样的数字化技能的开展以及步进电机自身技能的进步，步进电机将会在更多的范畴得到使用。
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