步進(jìn)電機(jī)小知識(shí)

時(shí)間：2021-11-19作者：湖北省石佳電氣有限公司瀏覽：1095

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)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)用較為廣泛。3.什么是保持轉(zhuǎn)矩（HOLDING TORQUE）? 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)較重要的參數(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)較重要的參數(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)外表允許的較高溫度應(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**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；頻率越高，反向電動(dòng)勢越大。在它的作用下，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**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**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)較低。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)速從低速升到高速）。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，這是較常用的、較簡便的方法； C.換成步距角較小的步進(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12～48VDC），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 **過驅(qū)動(dòng)器的較大輸入電壓，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1.1～1.3倍；如果采用開 關(guān)電源，電源電流一般可取I 的1.5～2.0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-）對調(diào)即可




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  詞條說明

• 步進(jìn)電機(jī)工作原理及實(shí)現(xiàn)方法

  步進(jìn)電機(jī)的工作原理 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種把電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械角位移的控制電機(jī)。所謂電脈沖，類似于脈搏，感受到脈搏跳動(dòng)的時(shí)候類似于脈沖的高電平，不跳的時(shí)候?yàn)榈碗娖剑@就是電脈沖信號(hào)。角位移單位是弧度。 步進(jìn)電機(jī)可分為反應(yīng)式，永磁式，混合式。各有優(yōu)點(diǎn)，按實(shí)際需求選擇，反應(yīng)式的步距角小，精度高；永磁式的力矩大?；旌鲜降木哂芯雀?，力矩大的特點(diǎn)，但成本高。下面以反應(yīng)式為例說明步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。步進(jìn)電

• 步進(jìn)電機(jī)基礎(chǔ)

  大部分直線運(yùn)動(dòng)應(yīng)用（包括滾珠絲杠傳動(dòng)，絲杠傳動(dòng)，齒輪齒條傳動(dòng)和使用兩種電機(jī)驅(qū)動(dòng)：伺服或步進(jìn)電機(jī)。伺服電機(jī)是一個(gè)閉環(huán)裝置，意味著它包含一個(gè)編碼器，用于監(jiān)控電機(jī)的實(shí)際位置，并將該信息反饋給驅(qū)動(dòng)器，將其與指令位置進(jìn)行比較，并進(jìn)行必要的調(diào)整。另一方面，步進(jìn)電機(jī)主要是開環(huán)裝置，沒有反饋機(jī)構(gòu)來確保實(shí)際位置與目標(biāo)位置匹配。對于不需要位置反饋的應(yīng)用，步進(jìn)電機(jī)可以以較低的價(jià)格提供出色的性能，而且比伺服電機(jī)較簡單的控

• 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)。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（稱為“步距角”），它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。 步進(jìn)電機(jī)工作一般需要兩個(gè)脈沖：信號(hào)脈沖和方向脈沖。信號(hào)脈沖有兩個(gè)控制量，脈沖數(shù)和脈沖頻率，分別對應(yīng)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和速度。可以通過控制信號(hào)脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，一個(gè)脈沖對應(yīng)一個(gè)步距角。驅(qū)動(dòng)器設(shè)定步距角角度，如設(shè)定

• 無刷電機(jī)和碳刷電機(jī)區(qū)別

  1、適用范圍：直流無刷電機(jī)：通常使用在控制要求比較高，轉(zhuǎn)速高的設(shè)備上，對電機(jī)轉(zhuǎn)速控制嚴(yán)格，轉(zhuǎn)速達(dá)到很高的設(shè)備商。碳刷電機(jī)：常規(guī)動(dòng)力設(shè)備使用的都是有刷電機(jī)，如吹風(fēng)機(jī)，工廠的電動(dòng)機(jī)，家用的抽油煙機(jī)等等，另外串激電機(jī)的轉(zhuǎn)速也能達(dá)到很高，由于碳刷的磨損，使用壽命不如無刷電機(jī)。2、使用壽命無刷電機(jī)：通常使用壽命在幾萬小時(shí)這個(gè)數(shù)量級(jí)，由于軸承的不同無刷電機(jī)使用壽命也有很大不同。碳刷電機(jī)：通常有刷電機(jī)的連續(xù)工作