步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉過一個步距角。這一線性關系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。雖然步進電機已被廣泛地應用，但步進電機并不能象普通的直流電機、交流電機在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。

步進電機動態(tài)指標及術語

1-步距角精度

步進電機每轉過一個步距角的實際值與理論值的誤差。用百分比表示，誤差/步距角*100%。不同運行拍數(shù)其值不同，四拍運行時應在5%之內，八拍運行時應在15%以內。

2-失步

電機運轉時運轉的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。稱之為失步。

3-失調角

轉子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機運轉必存在失調角，由失調角產(chǎn)生的誤差，采用細分驅動是不能解決的。

4-最大空載起動頻率

電機在某種驅動形式、電壓及額定電流下，在不加負載的情況下，能夠直接起動的最大頻率。

5-最大空載的運行頻率

電機在某種驅動形式，電壓及額定電流下，電機不帶負載的最高轉速頻率。

6-運行矩頻特性

電機在某種測試條件下測得運行中輸出力矩與頻率關系的曲線稱為運行矩頻特性，這是電機諸多動態(tài)曲線中最重要的，也是電機選擇的根本依據(jù)。它特性還有慣頻特性、起動頻率特性等。要使平均電流大，盡可能提高驅動電壓，使采用小電感大電流的電機。

7-電機正反轉控制

當電機繞組通電時序為AB-BC-CD-DA或()時為正轉通電時序為DA-CA-BC-AB時為反轉。

驅動控制系統(tǒng)組成

使用、控制步進電機必須由環(huán)形脈沖，功率放大等組成的控制系統(tǒng)

1-脈沖信號的產(chǎn)生

脈沖信號一般由單片機或CPU產(chǎn)生，一般脈沖信號的占空比為0.3-0.4左右，電機轉速越高，占空比則越大

2-信號分配
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

功率放大是驅動系統(tǒng)最為重要的部分。步進電機在一定轉速下的轉矩取決于它的動態(tài)平均電流而非靜態(tài)電流。到目前為止，驅動方式一般有以下幾種，恒壓、恒壓串電阻、高低壓驅動、恒流、細分數(shù)等。步進電機轉速越高，力距越大則要求電機的電流越大，驅動電源的電壓越高。

4-細分驅動器

在步進電機步距角不能滿足使用的條件下，可采用細分驅動器來驅動步進電機，細分驅動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的夾角來控制步進電機運轉的。

步進電機的選擇

步進電機有步距角、涉及到相數(shù)、靜轉矩、及電流三大要素組成。一旦三大要素確定步進電機的型號便確定下來了。

1-步距角的選擇

電機的步距角取決于負載精度的要求，將負載的最小分辨率，當量換算到電機軸上，每個當量電機應走多少角度包括減速、電機的步距角應等于或小于此角度。目前市場上步進電機的步距角一般有0.36度/0.72度，五相電機0.9度/1.8度，二、四相電機1.5度/3度。

2-靜力矩的選擇

步進電機的動態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機的靜力矩。靜力矩選擇的依據(jù)是電機工作的負載，而負載可分為慣性負載和摩擦負載二種。靜力矩一旦選定，電機的機座及長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，由于電流參數(shù)不同，其運行特性差別很大，可依據(jù)矩頻特性曲線圖，判斷電機的電流，參考驅動電源、及驅動電壓。

4-力矩與功率換算

步進電機一般在較大范圍內調速使用、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= Ω·M

Ω=2π·n/60

P=2πnM/60

其P為功率單位為瓦;Ω為每秒角速度，單位為弧度;n為每分鐘轉速;M為力矩單位為牛頓·米;P=2πfM/400(半步工作 其中f為每秒脈沖數(shù)，簡稱PPS)

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