這篇文章介紹了步進電機電機的特色、挑選辦法及對其常見問題的分析。
電機身為履行器件，是機械電子工程的重要器件之一, 大范使用在不同自動化控制系統中。大范圍的使用于機械電子工程商品中，如：數控機床、包裝機械、核算機外圍設備、復印機、傳真機等。 因微電子與計算機領域的進步，步進電機的市場日積月累，在各個經濟范疇都有使用。 步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的履行機構。當步進電機驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉變一個固定的視點(稱為“步距角”)，它的旋轉是以固定的視點一步一步作業的。能夠經過控制脈沖個數來控制角位移量，然后到達精確定位的意圖；一起能夠經過控制脈沖頻率來控制電機轉變的速度和加快度，然后到達調速的意圖。步進電機能夠作為一種控制用的特種電機，使用其沒有堆集差錯(精度為100%)的特色，廣泛使用于各種開環控制。 如今對比常用的步進電機包含反應式步進電機（VR）、永磁式步進電機（PM）、混合式步進電機（HB）和單相式步進電機等。永磁式步進電機通常為兩相，轉矩和體積較小，步進角通常為7.5度 或15度；反應式步進電機通常為三相，可完成大轉矩輸出，步進角通常為1.5度，但噪聲和振蕩都很大。反應式步進電機的轉子磁路由軟磁材料制成，定子上有多相勵磁繞組，使用磁導的改動發生轉矩。混合式步進電機是指混合了永磁式和反應式的長處。它又分為兩相和五相：兩相步進角通常為1.8度而五相步進角通常為 0.72度。這種步進電機的使用最為廣泛。 1.步進電機的一些特色 （1）通常步進電機的精度為步進角的3-5%，且不累積。 （2）步進電機表面答應的最高溫度。步進電機溫度過高首先會使電機的磁性材料退磁，然后致使力矩降低乃至于失步，因而電機表面答應的最高溫度應取決于不一樣電機磁性材料的退磁點；通常來講，磁性材料的退磁點都在攝氏130度以上，有的甚至高達攝氏200度以上，所以步進電機表面溫度在攝氏80-90度徹底正常。 （3）步進電機的力矩會隨轉速的升高而降低。當步進電機轉變時，電機各相繞組的電感將構成一個反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。在它的效果下，電機隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，然后致使力矩降低。 （4）步進電機低速時能夠正常作業,但若高于一定速度就無法發動,并伴有嘯叫聲。步進電機有一個技能參數：空載發動頻率，即步進電機在空載狀況下能夠正常發動的脈沖頻率，假如脈沖頻率高于該值，電機不能正常發動，能夠發生丟步或堵轉。在有負載的狀況下，發動頻率應更低。假如要使電機到達高速轉變，脈沖頻率應該有加快進程，即發動頻率較低，然后按一定加快度升到所期望的高頻（電機轉速從低速升到高速）。 2.步進電機的挑選 挑選步進電機時，首先要確保步進電機的輸出功率大于負載所需的功率。而在選用功率步進電機時，首先要核算機械系統的負載轉矩，電機的矩頻特性能滿意機械負載并有一定的余量確保其作業牢靠。在實踐作業進程中，各種頻率下的負載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內。通常地說最大靜力矩Mjmax大的電機，負載力矩大。 挑選步進電機時，應使步距角和機械系統匹配，這樣能夠得到機床所需的脈沖當量。在機械傳動進程中為了使得有更小的脈沖當量，一是能夠改動絲桿的導程，二是能夠經過步進電機的細分驅動來完成。但細分只能改動其分辨率，不改動其精度。精度是由電機的固有特性所決議。 挑選功率步進電機時，應當預算機械負載的負載慣量和機床需求的發動頻率，使之與步進電機的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量，使之最高速接連作業頻率能滿意機床疾速移動的需求。 挑選步進電機需求核算的內容包含： （1）齒輪的減速比。 （2）作業臺，絲桿以及齒輪折算至電機軸上的慣量Jt。 （3）電機輸出的總力矩M。 （4）負載起動頻率（預算）。 （5）作業的最高頻率與升速時刻。 （6）負載力矩和最大靜力矩Mmax。 3.步進電機的一些常見問題 3.1步進電動機的失步 緣由一：轉子的加快度慢于步進電機的旋轉磁場，也即是低于換相速度而發生的。這是因為輸入電機的電能缺乏，在步進電機中發生的同步力矩無法則轉子速度跟從定子磁場的旋轉速度，然后引起失步。而且凡是比這時頻率高的作業頻率都必將失步。這種失步闡明晰步進電機的拖動才能不夠。一旦削減負載，或許進步繞組的激磁電流，則有能夠戰勝失步。 緣由二：轉子的平均速度高于定子磁場的平均旋轉速度。這時定子通電激磁的時刻較長，大于轉子步進一步所需的時刻，則轉子在步進進程中獲得了過多的能量，然后發生前沖和后沖的搖擺振蕩。當振蕩滿足嚴峻時就致使失步。 3.2怎么讓電機堅持轉矩 堅持轉矩是指步進電機通電但沒有轉變時，定子鎖住轉子的力矩。它是步進電機最重要的參數之一，通常步進電機在低速時的力矩挨近堅持轉矩。 因為步進電機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改動，所以堅持轉矩就成為了衡量步進電機最重要的參數之一。比方，當大家說2N.m的步進電機，在沒有特別闡明的狀況下是指堅持轉矩為2N.m的步進電機。 3.3步進電動機振蕩的緣由 緣由一：振蕩是步進電機在作業時存在的通常表象，但嚴峻的振蕩會引起失步。振蕩的緣由有多種，其間首要的緣由有步進電機處于低頻單步作業;步進電機的換相頻率和轉子的特征頻率、倍特征頻率、分數特征頻率持平;步進電機俄然泊車等狀況。 緣由二：當步進電機進行單步旋轉時，其作業頻率一定處于低頻區。在開始作業時，轉子在磁場力矩的效果下加快轉變，當轉子轉到新的平衡點時其速度依然適當高，然后沖過了平衡安穩點發生過沖。車子一方面向前過沖，當轉子速度減到為零時，因為磁場拉力矩的效果則反向沖向平衡點，又構成反向過沖。因為機械磨擦力矩及電磁力矩的效果。構成一個衰減振蕩進程。最終，轉子則安穩停在平衡點。 實踐使用中對步進電機有哪些需求： （1）步進電機在電脈沖的控制下能迅速起動、正回轉、停轉及在很寬的范圍內進行轉速調節。 （2）加工精度高，即需求一個脈沖對應的位移量小，并要精確、均勻。這就需求步進電機步距小，步距精度高，不得丟步或是過沖。 （3）動作疾速。即不僅起動、留步、回轉快，并能接連高速作業以進步勞動生產率。 （4）輸出轉矩大，可直接股動負載。 步進電動機以其明顯的特色，在數字化制作年代發揚著重大的用途。伴隨著不一樣的數字化技能的開展以及步進電機自身技能的進步，步進電機將會在更多的范疇得到使用。
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