步進電機的基礎(chǔ)知識

什么是步進電機？步進電機是將電脈沖轉(zhuǎn)換為角位移的執(zhí)行器。通常，當接收脈沖信號時，該步進電機將根據(jù)為該步進電機設(shè)定的方向旋轉(zhuǎn)固定角度（即“步進角”）?？梢酝ㄟ^控制脈沖數(shù)來控制角位移量，以達到精確定位的目的。同時，通過控制脈沖頻率可以控制電機的轉(zhuǎn)速和加速度，達到速度控制的目的。

 

步進電機的工作原理

步進電機是如何工作的？步進電機的轉(zhuǎn)子是永磁體，當電流流過定子繞組時，定子繞組產(chǎn)生矢量磁場。磁場驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一個角度，使得轉(zhuǎn)子的磁場對和定子的磁場方向一致。當定子的矢量磁場旋轉(zhuǎn)一個角度時，轉(zhuǎn)子也隨著磁場以一定角度旋轉(zhuǎn)。每次輸入電脈沖時，電機進一步旋轉(zhuǎn)一度。它輸出的角位移與輸入的脈沖數(shù)成正比，速度與脈沖頻率成正比。改變繞組功率的順序，電機會反轉(zhuǎn)。因此，它可以通過控制脈沖數(shù)來控制步進電機的旋轉(zhuǎn)。

 

步進電機的類型

分為三種類型：永磁步進電機（PM），可變磁阻步進電機（VR）和混合式步進電機（HB）。

1、PM步進電機一般為二相混合式步進電機，扭矩和體積小; 其踩角一般為7.5°或15°。

2、VR步進電機一般為三相混合式步進電機，可實現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩輸出; 踩角一般為1.5，但噪音和振動大; 三相混合式步進電機的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成。轉(zhuǎn)子上有多相勵磁繞組。通過利用磁導(dǎo)率的變化產(chǎn)生扭矩。

3、HB步進電機，指示混合PM和VR的優(yōu)點，分為二相、三相和五相混合式步進電機。兩相的步進角一般為1.8°，三相的步進角為1.2°，五相的步進角為0.72°。它主要被廣泛應(yīng)用。

步進電機的選擇

1、步進角：根據(jù)負載精度要求選擇電機的步進角。負載的最小分辨率通常轉(zhuǎn)換為電機軸，注意每個分辨率的角度和電機的踩角應(yīng)等于或小于角度。一般來說，二相混合式步進電機的步進角為0.9°/ 1.8°，三相混合式步進電機的為1.2°，五相混合式步進電機的為0.36°/ 0.72°。

2、靜態(tài)扭矩：根據(jù)電機負載選擇靜態(tài)扭矩，負載可分為慣性和摩擦負載。當直接啟動電動機時（通常從低速到高速），考慮兩種負載。在加速時啟動電機時，應(yīng)考慮慣性負載; 當電動機以恒定速度旋轉(zhuǎn)時，只考慮摩擦負荷。通常，靜態(tài)扭矩應(yīng)在摩擦負荷的2-3倍之內(nèi)。

3、電流：對于具有相同靜態(tài)轉(zhuǎn)矩的電動機，由于電流參數(shù)的不同，它們的運動特性存在很大差異?？梢愿鶕?jù)轉(zhuǎn)矩頻率特性曲線圖判斷電流。