步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動器常見問題全集

什么是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器?

步進(jìn)電機(jī)的運行要有一個電子裝置進(jìn)行驅(qū)動，這種裝置就是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移，或者說：控制系統(tǒng)每發(fā)一個脈沖信號，通過驅(qū) 動器就使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個步距角。也就是說步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)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，就可以對電機(jī)精確調(diào)速；控制步進(jìn)脈沖的個數(shù)，就可以對電機(jī)精確定位。

步進(jìn)電機(jī)的種類?

步進(jìn)電機(jī)的種類步進(jìn)電機(jī)按電磁設(shè)計一般分為： 永磁式（PM），反應(yīng)式（VR）和混合式（HB），同時,按線圈激勵設(shè)計的不同，步進(jìn)電機(jī)可分為二相，三相和五相；按其傳動設(shè)計方式，步進(jìn)電機(jī)又有旋轉(zhuǎn)型步進(jìn)，直線型步進(jìn)，以及帶減速齒輪與不帶減速齒輪之分。
永磁式步進(jìn)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步距角一般為7.5度或15度。
反應(yīng)式步進(jìn)一般為三相，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步距角一般為1.5度，但噪聲和振動都很大。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。它又分為兩相、四相和五相：兩相步距角一般為1.8度而五相步距角一般為0.72度。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。

步進(jìn)電機(jī)在何種情況下使用？

步進(jìn)電機(jī)是一種作為控制用的特種電機(jī)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度（稱為步距角）一步一步運行的，其特點是沒有積累誤差，所以廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。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)。通俗一點講：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（即步距角）。
可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時您可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。因此在需要準(zhǔn)確定位或調(diào)速控制時均可考慮使用步進(jìn)電機(jī)。

什么是步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)，用戶如何選擇幾相的步進(jìn)電機(jī)？

步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)是指電機(jī)內(nèi)部的線圈組數(shù)，目前常用的有二相、三相、四相、五相步進(jìn)電機(jī)。電機(jī)相數(shù)不同，其步距角也不同，一般二相電機(jī)的步距角為1.8度、三相為1.5度、五相的為0.72度。在沒有細(xì)分驅(qū)動器時，用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)來滿足步距角的要求。如果使用細(xì)分驅(qū)動器，則相數(shù)將變得沒有意義，用戶只需在驅(qū)動器上改變細(xì)分?jǐn)?shù)，就可以改變步距角。

使用細(xì)分驅(qū)動器對控制系統(tǒng)有什么特殊要求?

驅(qū)動器細(xì)分后將對電機(jī)的運行性能產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，但是這一切都是由驅(qū)動器本身產(chǎn)生的，和電機(jī)及控制系統(tǒng)無關(guān)。在使用時，用戶唯一需要注意的一點是步進(jìn)電機(jī)步距角的改變，這一點將對控制系統(tǒng)所發(fā)的步進(jìn)信號的頻率有影響，因為細(xì)分后步進(jìn)電機(jī)的步距角將變小，要求步進(jìn)信號的頻率要相應(yīng)提高。以1.8度步進(jìn)電機(jī)為例：驅(qū)動器在半步狀態(tài)時步距角為0.9度，而在十細(xì)分時步距角為0.18度，這樣在要求電機(jī)轉(zhuǎn)速相同的情況下，控制系統(tǒng)所發(fā)的步進(jìn)信號的頻率在十細(xì)分時為半步運行時的5倍

什么是保持轉(zhuǎn)矩（HOLDING TORQUE）？

驅(qū)動器細(xì)分后將對電機(jī)的運行性能產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，但是這一切都是由驅(qū)動器本身產(chǎn)生的，和電機(jī)及控制系統(tǒng)無關(guān)。在使用時，用戶唯一需要注意的一點是步進(jìn)電機(jī)步距角的改變，這一點將對控制系統(tǒng)所發(fā)的步進(jìn)信號的頻率有影響，因為細(xì)分后步進(jìn)電機(jī)的步距角將變小，要求步進(jìn)信號的頻率要相應(yīng)提高。以1.8度步進(jìn)電機(jī)為例：驅(qū)動器在半步狀態(tài)時步距角為0.9度，而在十細(xì)分時步距角為0.18度，這樣在要求電機(jī)轉(zhuǎn)速相同的情況下，控制系統(tǒng)所發(fā)的步進(jìn)信號的頻率在十細(xì)分時為半步運行時的5倍。

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%。步進(jìn)電機(jī)單步的偏差并不會影響到下一步的精度，因此步進(jìn)電機(jī)精度不累積。


步進(jìn)電機(jī)的外表溫度允許達(dá)到多少？

步進(jìn)電機(jī)溫度過高首先會使電機(jī)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降甚至于丟失。因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點。一般來說，磁性材料的退磁點都在攝氏130度以上，因此步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏80~90度完全正常。

為什么步進(jìn)電機(jī)的力矩會隨轉(zhuǎn)速升高而下降？

步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動時，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高， 反向電動勢 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。

為什么步進(jìn)電機(jī)低速進(jìn)可以正常運轉(zhuǎn)，但若高于一定速度就無法啟動并伴有嘯叫聲？

為什么步進(jìn)電機(jī)低速時可以正常運轉(zhuǎn)，但若高于一定速度就無法啟動，并伴有嘯叫聲？　　 步進(jìn)電機(jī)有一個技術(shù)參數(shù)：空載啟動頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機(jī)不能正常啟動，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下，啟動頻率應(yīng)有加速過程，即啟動頻率較低，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）。空載啟動頻率一般為電機(jī)運轉(zhuǎn)一圈所需脈沖數(shù)的2倍。

如何克服兩相混合式步進(jìn)電機(jī)在低速運轉(zhuǎn)時的振動和噪聲？

步進(jìn)電機(jī)低速轉(zhuǎn)動時振動和噪聲大是其固有的缺點，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)，可通過必變減速比提高步進(jìn)電機(jī)運行速度。
B、采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動器，這是最常用的，最簡便的方法。因為細(xì)分型驅(qū)動器電機(jī)的相電流變化較半步型平緩。
C、換成步距角更小的步進(jìn)電機(jī)，如三相或五相步進(jìn)電機(jī)，或兩相細(xì)分型步進(jìn)電機(jī)。
D、換成直流或交流伺服電機(jī)，幾乎可以完全克服震動和噪聲，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。

細(xì)分驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù)是否能代表精度？

步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分技術(shù)實質(zhì)上是一種電子阻尼技術(shù)，其主要目的是減弱或消除步進(jìn)電機(jī)的低頻振動，提高電機(jī)的運轉(zhuǎn)精度只是細(xì)分技術(shù)的一個附帶功能。比如對于步進(jìn)角為1.8度的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，如果細(xì)分驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)置為4，那么電機(jī)的運轉(zhuǎn)分辨率為每個脈沖0.45度，電機(jī)的精度能否達(dá)到或接近0.45度，還取決于細(xì)分驅(qū)動器的細(xì)分電流控制精度等其它因素。不同廠家的細(xì)分驅(qū)動器精度可能差別很大，細(xì)分?jǐn)?shù)越大精度越難控制。