步進(jìn)電機是一種作為控制用的特種電機,它的旋轉是以固定的角度(稱(chēng)為"步距角")一步一步運行的,其特點(diǎn)是沒(méi)有積累誤差(精度為100%),所以廣泛應用于各種開(kāi)環(huán)控制。

 

　　步進(jìn)電機的運行要有一電子裝置進(jìn)行驅動(dòng),這種裝置就是步進(jìn)電機驅動(dòng)器,它是把控制系統發(fā)出的脈沖信號轉化為步進(jìn)電機的角位移,或者說(shuō):控制系統每發(fā)一個(gè)脈沖信號,通過(guò)驅動(dòng)器就使步進(jìn)電機旋轉一步距角。所以步進(jìn)電機的轉速與脈沖信號的頻率成正比。所以，控制步進(jìn)脈沖信號的頻率，可以對電機精確調速;控制步進(jìn)脈沖的個(gè)數，可以對電機精確定位目的。

 

　　步進(jìn)電機通過(guò)細分驅動(dòng)器的驅動(dòng)，其步距角變小了，如驅動(dòng)器工作在10細分狀態(tài)時(shí)，其步距角只為‘電機固有步距角‘的十分之一，也就是說(shuō)：‘當驅動(dòng)器工作在不細分的整步狀態(tài)時(shí)，控制系統每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖，電機轉動(dòng)1.8°;而用細分驅動(dòng)器工作在10細分狀態(tài)時(shí)，電機只轉動(dòng)了0.18°，這就是細分的基本概念。細分功能完全是由驅動(dòng)器靠精確控制電機的相電流所產(chǎn)生，與電機無(wú)關(guān)。

 

　　驅動(dòng)器細分后的主要優(yōu)點(diǎn)為：完全消除了電機的低頻振蕩。低頻振蕩是步進(jìn)電機(尤其是反應式電機)的固有特性，而細分是消除它的唯一途徑，如果您的步進(jìn)電機有時(shí)要在共振區工作(如走圓弧)，選擇細分驅動(dòng)器是唯一的選擇。提高了電機的輸出轉矩。

 

　　尤其是對三相反應式電機，其力矩比不細分時(shí)提高約30-40%。提高了電機的分辨率。由于減小了步距角、提高了步距的均勻度，‘提高電機的分辨率‘是不言而喻的。以上是步進(jìn)電機的基本原理，接下來(lái)，針對步進(jìn)電機驅動(dòng)的設計、選型實(shí)戰經(jīng)驗進(jìn)行總結：選擇保持轉矩(HOLDING TORQUE)。

 

　　保持轉矩也叫靜力矩，是指步進(jìn)電機通電但沒(méi)有轉動(dòng)時(shí)，定子鎖住轉子的力矩。由于步進(jìn)電機低速運轉時(shí)的力矩接近保持轉矩，而步進(jìn)電機的力矩隨著(zhù)速度的增大而快速衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以說(shuō)保持轉矩是衡量步進(jìn)電機負載能力最重要的參數之一。比如，一般不加說(shuō)明地講到1N.m的步進(jìn)電機，可以理解為保持轉矩是1N.m。

 

　　選擇相數

 

　　兩相步進(jìn)電機成本低，步距角最少1.8度，低速時(shí)的震動(dòng)較大，高速時(shí)力矩下降快，適用于高速且對精度和平穩性要求不高的場(chǎng)合;三相步進(jìn)電機步距角最少1.5度，振動(dòng)比兩相步進(jìn)電機小，低速性能好于兩相步進(jìn)電機，**速度比兩相步進(jìn)電機高百分之30至50，適用于高速且對精度和平穩性要求較高的場(chǎng)合;5相步進(jìn)電機步距角更小，低速性能好于3相步進(jìn)電機，但成本偏高，適用于中低速段且對精度和平穩性要求較高的場(chǎng)合。

 

　　選擇步進(jìn)電機

 

　　應遵循先選電機后選驅動(dòng)器原則，先明確負載特性，再通過(guò)比較不同型號步進(jìn)電機的靜力矩和矩頻曲線(xiàn)，找到與負載特性最匹配的步進(jìn)電機;精度要求高時(shí)，應采用機械減速裝置，以使電機工作在效率**、噪音最低的狀態(tài);避免使電機工作在振動(dòng)區，如若必須則通過(guò)改變電壓、電流或增加阻尼的方法解決;電源電壓方面，建議57電機采用直流24V-36V、86電機采用直流46V、110電機采用高于直流80V;大轉動(dòng)慣量負載應選擇機座號較大的電機;大慣量負載、工作轉速較高時(shí)，電機而應采用逐漸升頻提速，以防止電機失步、減少噪音、提高停轉時(shí)的定位精度;鑒于步進(jìn)電機力矩一般在40Nm以下，超出此力矩范圍，且運轉速度大于1000RPM時(shí)，即應考慮選擇伺服電機，一般交流伺服電機可正常運轉于3000RPM，直流伺服電機可可正常運轉于10000RPM。