步进电机定位系统的一些常识,做为电气工程师的你应该懂得

步进电机的一些常识


1、步进电机，顾名思义就是一步一前进的电机，广义的电机包括发电机、电动机、变压器等，这里的电机就是指电动机。


步进电机不能单独使用，必须与步进驱动器配合使用，共同完成指令所要求的定位、调速任务。步进电机的选型，决定步进驱动器的选型。


以前所说的步进电机就是指将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制系统电动机，现在的步进电机技术已经高速发展，它不单有开环控制型，也有闭环控制型。


步进电机是直流感应式同步电机。步进驱动器是直流多相分时控制器。它的一个直流脉冲电流通过步进电动机的线圈，步进电动机移动的角度叫步距角。

2、步进电机的主要应用是定位和调速。


定位是通过控制脉冲的个数来控制步进电动机角位移量，如果不失步，将很准确地达到定位目的。



调速是通过控制脉冲的频率和加减速时间来控制步进电动机的转速和加减速。步进电机转速一般为300~600r/m为佳，速度越高，转矩越低。步进电动机转矩（力矩）与速度（频率）的关系曲线叫做矩频特性。



3、步进电机结构分类有三种：第一种为永磁式步进电机，代号PM。第二种为反应式步进电机，代号VR。第三种为混合式步进电机，代号HB，应用最广泛。其数字代号是指法兰的尺寸。



4、步进电机的重要参数第一个就是保持转矩（静转矩），是指步进电机通电后，转子没有转动，定子锁住转子的力矩。步进电机低速运行时的转矩与保持转矩接近，随转速变大，感应的反向电动势变大，线圈电流抵消变小，转矩变小。保持转矩的大小决定步进电机的外形长度大小。

5、步进电机的驱动方式有三种：第一种为恒压驱动；第二种为恒流驱动；第三种为变流驱动。第二种是普遍使用的形式，第三种是较先进的方式。



6、步进电机的误差不会累积，一般单步的精度为步距角的3~5%。


7、步进电机的外壳表面温度正常达到80~90摄氏度，超过130摄氏度将使永磁材料退磁，线圈绝缘漆熔化。



8、步进电机在低速时运行会产生振动和噪声，如必须在低速运行，消除的方法有：
第一个，步进电机加一个减速器，提升速度，避开共振区。
第二个，采用细分功能的驱动器，设置高细分值，使电机运行更平稳。

第三个，选择步距角更小的步进电机和驱动器。

第四个，选择交流伺服电机。

第五个，在电机轴上加上磁性阻尼器。

第二个为性价比最优方案。

9、四相混合式步进电机可以改为串联或并联两相式步进电机。串联时，驱动器的输出电流设置为步进电机额定电流的0.7倍，适合低速运行；并联时，驱动器的输出电流设置为步进电机额定电流的1.4倍，适合较高速度运行。


10、步进电机驱动器的直流供电电源的电压，一般根据电机的工作转速和响应要求来选择。如果转速要求高，响应要求快，步进驱动器的直流供电电压就在允许范围内选择高一些。供电电源的电流一般为驱动器输出相电流的1.5~2倍。



11、四线式步进电机的线圈的四根引线的判别：将任意两根线接在一起，再用手转动电机轴，如手会感觉到阻力，则这两根线为同相引线，否则转起来会很顺。调速转向，只需要将同相的两根线交换位置即可。



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