步進(jìn)電機(jī)原理及使用說明

黃一鈁 · 發(fā)表于 2006-10-26 18:30:00

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style="TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; TEXT-ALIGN: justify">一,、前言
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style="TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; TEXT-ALIGN: justify">     步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下,，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù),，而不受負(fù)載變化的影響,，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角,。這一線性關(guān)系的存在,，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無累積誤差等特點(diǎn)。使得在速度,、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變的非常的簡單,。
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style="TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; TEXT-ALIGN: justify">     雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī),，交流電機(jī)在常規(guī)下使用,。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用,。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事,，它涉及到機(jī)械、電機(jī),、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí),。 
     目前,生產(chǎn)步進(jìn)電機(jī)的廠家的確不少，但具有專業(yè)技術(shù)人員,，能夠自行開發(fā),，研制的廠家卻非常少，大部分的廠家只一,、二十人,，連最基本的設(shè)備都沒有。僅僅處于一種盲目的仿制階段,。這就給用戶在產(chǎn)品選型,、使用中造成許多麻煩。簽于上述情況,，我們決定以廣泛的感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)為例,。敘述其基本工作原理。望能對(duì)廣大用戶在選型,、使用,、及整機(jī)改進(jìn)時(shí)有所幫助。
二,、感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)工作原理
（一）反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)原理
由于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)工作原理比較簡單,。下面先敘述三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)原理,。
1、結(jié)構(gòu)：
      電機(jī)轉(zhuǎn)子均勻分布著很多小齒,，定子齒有三個(gè)勵(lì)磁繞阻,，其幾何軸線依次分別與轉(zhuǎn)子齒軸線錯(cuò)開。
0,、1/3て,、2/3て,（相鄰兩轉(zhuǎn)子齒軸線間的距離為齒距以て表示），即A與齒1相對(duì)齊,，B與齒2向右錯(cuò)開1/3て,，C與齒3向右錯(cuò)開2/3て，A'與齒5相對(duì)齊,，（A'就是A,，齒5就是齒1）下面是定轉(zhuǎn)子的展開圖：
<A href="http://www.sihaidj.com/image/A%27.gif" target=_blank><?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" /><v:shapetype id=_x0000_t75 coordsize="21600,21600" o:spt="75" o:preferrelative="t" path="m@4@5l@4@11@9@11@9@5xe" filled="f" stroked="f"><v:stroke joinstyle="miter"></v:stroke><v:formulas><v:f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"></v:f><v:f eqn="sum @0 1 0"></v:f><v:f eqn="sum 0 0 @1"></v:f><v:f eqn="prod @2 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @0 0 1"></v:f><v:f eqn="prod @6 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="sum @8 21600 0"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @10 21600 0"></v:f></v:formulas><v:path o:extrusionok="f" gradientshapeok="t" o:connecttype="rect"></v:path><?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com

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<IMG src="D:\001.JPG">
2、旋轉(zhuǎn)：
       如A相通電,，B,，C相不通電時(shí)，由于磁場作用,，齒1與A對(duì)齊,，（轉(zhuǎn)子不受任何力以下均同）。
      如B相通電,，A,，C相不通電時(shí)，齒2應(yīng)與B對(duì)齊,，此時(shí)轉(zhuǎn)子向右移過1/3て,，此時(shí)齒3與C偏移為1/3て，齒4與A偏移（て-1/3て）=2/3て,。
如C相通電,，A，B相不通電,，齒3應(yīng)與C對(duì)齊,，此時(shí)轉(zhuǎn)子又向右移過1/3て，此時(shí)齒4與A偏移為1/3て對(duì)齊,。
　  如A相通電,，B，C相不通電,，齒4與A對(duì)齊,，轉(zhuǎn)子又向右移過1/3て
     這樣經(jīng)過A、B、C,、A分別通電狀態(tài),，齒4（即齒1前一齒）移到A相，電機(jī)轉(zhuǎn)子向右轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距,，如果不斷地按A，B,，C,，A……通電，電機(jī)就每步（每脈沖）1/3て,向右旋轉(zhuǎn),。如按A,，C，B,，A……通電,，電機(jī)就反轉(zhuǎn)。
     由此可見：電機(jī)的位置和速度由導(dǎo)電次數(shù)（脈沖數(shù)）和頻率成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,。而方向由導(dǎo)電順序決定,。
     不過，出于對(duì)力矩,、平穩(wěn),、噪音及減少角度等方面考慮。往往采用A-AB-B-BC－C-CA-A這種導(dǎo)電狀態(tài),，這樣將原來每步1/3て改變?yōu)?lt;SPAN lang=EN-US>1/6て,。甚至于通過二相電流不同的組合，使其1/3て變?yōu)?lt;SPAN lang=EN-US>1/12て,，1/24て,，這就是電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)的基本理論依據(jù)。
    不難推出：電機(jī)定子上有m相勵(lì)磁繞阻,，其軸線分別與轉(zhuǎn)子齒軸線偏移1/m,2/m……(m-1)/m,1,。并且導(dǎo)電按一定的相序電機(jī)就能正反轉(zhuǎn)被控制——這是步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的物理?xiàng)l件。只要符合這一條件我們理論上可以制造任何相的步進(jìn)電機(jī),，出于成本等多方面考慮,，市場上一般以二、三,、四,、五相為多。   
3,、力矩：
     電機(jī)一旦通電,，在定轉(zhuǎn)子間將產(chǎn)生磁場（磁通量Ф）當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子錯(cuò)開一定角度產(chǎn)生力
F與（dФ/dθ）成正比 
<A href="http://www.sihaidj.com/image/B%27.gif" target=_blank></A><IMG src="D:\002.JPG"> S 
其磁通量Ф=Br*S  
Br為磁密，S為導(dǎo)磁面積       
              F與L*D*Br成正比
              L為鐵芯有效長度，D為轉(zhuǎn)子直徑
              Br=N·I/R
N·I為勵(lì)磁繞阻安匝數(shù)（電流乘匝數(shù)）R為磁阻,。
力矩=力*半徑
力矩與電機(jī)有效體積*安匝數(shù)*磁密成正比（只考慮線性狀態(tài)）
因此,，電機(jī)有效體積越大，勵(lì)磁安匝數(shù)越大,，定轉(zhuǎn)子間氣隙越小,，電機(jī)力矩越大，反之亦然,。
（二）感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)
1,、特點(diǎn)：
      感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)與傳統(tǒng)的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)相比，結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)子加有永磁體,，以提供軟磁材料的工作點(diǎn),，而定子激磁只需提供變化的磁場而不必提供磁材料工作點(diǎn)的耗能，因此該電機(jī)效率高,，電流小,，發(fā)熱低。因永磁體的存在,，該電機(jī)具有較強(qiáng)的反電勢(shì),，其自身阻尼作用比較好，使其在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中比較平穩(wěn),、噪音低,、低頻振動(dòng)小。
      感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)某種程度上可以看作是低速同步電機(jī),。一個(gè)四相電機(jī)可以作四相運(yùn)行,，也可以作二相運(yùn)行。（必須采用雙極電壓驅(qū)動(dòng)）,，而反應(yīng)式電機(jī)則不能如此,。例如：四相，八相運(yùn)行（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A）完全可以采用二相八拍運(yùn)行方式.不難發(fā)現(xiàn)其條件為C=<A href="http://www.sihaidj.com/image/A1.gif" target=_blank><v:shape id=_x0000_i1027 style="WIDTH: 15.75pt; HEIGHT: 13.5pt" type="#_x0000_t75" alt="" href="http://www.sihaidj.com/image/A1.gif" target="_blank" o:button="t"> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\Admin\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image003.gif" o:href="http://www.sihaidj.com/image/A1.gif"></v:imagedata></v:shape></A>,D=<A href="http://www.sihaidj.com/image/B1.gif" target=_blank><v:shape id=_x0000_i1028 style="WIDTH: 11.25pt; HEIGHT: 13.5pt" type="#_x0000_t75" alt="" href="http://www.sihaidj.com/image/B1.gif" target="_blank" o:button="t"> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\Admin\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image004.gif" o:href="http://www.sihaidj.com/image/B1.gif"></v:imagedata></v:shape></A>. 
一個(gè)二相電機(jī)的內(nèi)部繞組與四相電機(jī)完全一致,，小功率電機(jī)一般直接接為二相,，而功率大一點(diǎn)的電機(jī)，為了方便使用,，靈活改變電機(jī)的動(dòng)態(tài)特點(diǎn),，往往將其外部接線為八根引線（四相），這樣使用時(shí),，既可以作四相電機(jī)使用,，可以作二相電機(jī)繞組串聯(lián)或并聯(lián)使用。
2,、分類
      感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)以相數(shù)可分為：二相電機(jī),、三相電機(jī),、四相電機(jī)、五相電機(jī)等,。以機(jī)座號(hào)（電機(jī)外徑）可分為：42BYG(BYG為感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)代號(hào)）,、57BYG、86BYG,、110BYG,、（國際標(biāo)準(zhǔn)），而像70BYG,、90BYG,、130BYG等均為國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。
3,、步進(jìn)電機(jī)的靜態(tài)指標(biāo)術(shù)語
相數(shù)：產(chǎn)生不同對(duì)極N、S磁場的激磁線圈對(duì)數(shù),。常用m表示,。<o:p></o:p>
拍數(shù)：完成一個(gè)磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用n表示，或指電機(jī)轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距角所需脈沖數(shù),，以四相電機(jī)為例,，有四相四拍運(yùn)行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍運(yùn)行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.<o:p></o:p>
步距角：對(duì)應(yīng)一個(gè)脈沖信號(hào),，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用θ表示,。θ=360度（轉(zhuǎn)子齒數(shù)J*運(yùn)行拍數(shù)），以常規(guī)二,、四相,，轉(zhuǎn)子齒為50齒電機(jī)為例。四拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ=360度/（50*4）=1.8度（俗稱整步）,，八拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ=360度/（50*8）=0.9度（俗稱半步）,。<o:p></o:p>
定位轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在不通電狀態(tài)下，電機(jī)轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩（由磁場齒形的諧波以及機(jī)械誤差造成的）<o:p></o:p>
靜轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在額定靜態(tài)電作用下,，電機(jī)不作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),，電機(jī)轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。此力矩是衡量電機(jī)體積（幾何尺寸）的標(biāo)準(zhǔn),，與驅(qū)動(dòng)電壓及驅(qū)動(dòng)電源等無關(guān),。<o:p></o:p>
      雖然靜轉(zhuǎn)矩與電磁激磁安匝數(shù)成正比，與定齒轉(zhuǎn)子間的氣隙有關(guān),，但過份采用減小氣隙,，增加激磁安匝來提高靜力矩是不可取的，這樣會(huì)造成電機(jī)的發(fā)熱及機(jī)械噪音,。<o:p></o:p>
4,、步進(jìn)電機(jī)動(dòng)態(tài)指標(biāo)及術(shù)語：
1,、步距角精度：<o:p></o:p>
      步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角的實(shí)際值與理論值的誤差。用百分比表示：誤差/步距角*100%,。不同運(yùn)行拍數(shù)其值不同,，四拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在5%之內(nèi)，八拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在15%以內(nèi),。<o:p></o:p>
2,、失步：<o:p></o:p>
      電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù),。稱之為失步,。<o:p></o:p>
3、失調(diào)角：<o:p></o:p>
      轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度,，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角,，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)是不能解決的,。<o:p></o:p>
4,、最大空載起動(dòng)頻率：<o:p></o:p>
      電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式、電壓及額定電流下,，在不加負(fù)載的情況下,，能夠直接起動(dòng)的最大頻率。<o:p></o:p>
5,、最大空載的運(yùn)行頻率：<o:p></o:p>
      電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式,，電壓及額定電流下，電機(jī)不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率,。<o:p></o:p>
6,、運(yùn)行矩頻特性：<o:p></o:p>
      電機(jī)在某種測試條件下測得運(yùn)行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線稱為運(yùn)行矩頻特性，這是電機(jī)諸多動(dòng)態(tài)曲線中最重要的,，也是電機(jī)選擇的根本依據(jù),。如下圖所示：<o:p></o:p>
<A href="http://www.sihaidj.com/image/D.gif" target=_blank></A><o:p></o:p>
<IMG src="D:\003.JPG">
 其它特性還有慣頻特性、起動(dòng)頻率特性等,。<o:p></o:p>
      電機(jī)一旦選定,，電機(jī)的靜力矩確定，而動(dòng)態(tài)力矩卻不然,，電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩取決于電機(jī)運(yùn)行時(shí)的平均電流（而非靜態(tài)電流）,，平均電流越大，電機(jī)輸出力矩越大,，即電機(jī)的頻率特性越硬,。<o:p></o:p>
如下圖所示：<o:p></o:p>
<A href="http://www.sihaidj.com/image/E.gif" target=_blank></A><o:p></o:p>
<IMG src="D:\004.JPG">
其中，曲線3電流最大,、或電壓最高;曲線1電流最小,、或電壓最低,，曲線與負(fù)載的交點(diǎn)為負(fù)載的最大速度點(diǎn)。<o:p></o:p>
要使平均電流大,，盡可能提高驅(qū)動(dòng)電壓,，使采用小電感大電流的電機(jī)。<o:p></o:p>
7,、電機(jī)的共振點(diǎn)：<o:p></o:p>
      步進(jìn)電機(jī)均有固定的共振區(qū)域,，二、四相感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)的共振區(qū)一般在180-250pps之間（步距角1.8度）或在400pps左右（步距角為0.9度）,，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓越高,，電機(jī)電流越大，負(fù)載越輕,，電機(jī)體積越小,，則共振區(qū)向上偏移，反之亦然,，為使電機(jī)輸出電矩大,，不失步和整個(gè)系統(tǒng)的噪音降低，一般工作點(diǎn)均應(yīng)偏移共振區(qū)較多,。<o:p></o:p>
 8、電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制：<o:p></o:p>
      當(dāng)電機(jī)繞組通電時(shí)序?yàn)?lt;SPAN lang=EN-US>AB-BC-CD-DA或(<IMG src="D:\005.JPG"><A href="http://www.sihaidj.com/image/G.gif" target=_blank></A>)時(shí)為正轉(zhuǎn),，通電時(shí)序?yàn)?lt;SPAN lang=EN-US>DA-CA-BC-AB或(<IMG src="D:\006.JPG"><A href="http://www.sihaidj.com/image/H.gif" target=_blank></A>)時(shí)為反轉(zhuǎn),。<o:p></o:p>
三、驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)組成<o:p></o:p>
      使用,、控制步進(jìn)電機(jī)必須由環(huán)形脈沖,，功率放大等組成的控制系統(tǒng)，其方框圖如下：<o:p></o:p>
<A href="http://www.sihaidj.com/image/F.gif" target=_blank></A><o:p></o:p>
<IMG src="D:\007.JPG">
1,、脈沖信號(hào)的產(chǎn)生,。<o:p></o:p>
      脈沖信號(hào)一般由單片機(jī)或CPU產(chǎn)生，一般脈沖信號(hào)的占空比為0.3-0.4左右,，電機(jī)轉(zhuǎn)速越高,，占空比則越大。<o:p></o:p>
2,、信號(hào)分配<o:p></o:p>
      我廠生產(chǎn)的感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)以二,、四相電機(jī)為主，二相電機(jī)工作方式有二相四拍和二相八拍二種,，具體分配如下：二相四拍為<A href="http://www.sihaidj.com/image/G.gif" target=_blank><v:shape id=_x0000_i1034 style="WIDTH: 84.75pt; HEIGHT: 19.5pt" type="#_x0000_t75" alt="" href="http://www.sihaidj.com/image/G.gif" target="_blank" o:button="t"> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\Admin\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image007.gif" o:href="http://www.sihaidj.com/image/G.gif"></v:imagedata></v:shape></A>,步距角為1.8度,；二相八拍為<A href="http://www.sihaidj.com/image/B.gif" target=_blank><v:shape id=_x0000_i1035 style="WIDTH: 128.25pt; HEIGHT: 21pt" type="#_x0000_t75" alt="" href="http://www.sihaidj.com/image/B.gif" target="_blank" o:button="t"> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\Admin\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image010.gif" o:href="http://www.sihaidj.com/image/B.gif"></v:imagedata></v:shape></A>,步距角為0.9度。四相電機(jī)工作方式也有二種,，四相四拍為AB-BC-CD-DA-AB,步距角為1.8度,；四相八拍為AB-B-BC-C-CD-D-AB,(步距角為0.9度）,。<o:p></o:p>
3、功率放大<o:p></o:p>
      功率放大是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)最為重要的部分,。步進(jìn)電機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩取決于它的動(dòng)態(tài)平均電流而非靜態(tài)電流（而樣本上的電流均為靜態(tài)電流）,。平均電流越大電機(jī)力矩越大，要達(dá)到平均電流大這就需要驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)盡量克服電機(jī)的反電勢(shì),。因而不同的場合采取不同的的驅(qū)動(dòng)方式,，到目前為止，驅(qū)動(dòng)方式一般有以下幾種：恒壓,、恒壓串電阻,、高低壓驅(qū)動(dòng)、恒流,、細(xì)分?jǐn)?shù)等,。<o:p></o:p>
      為盡量提高電機(jī)的動(dòng)態(tài)性能，將信號(hào)分配,、功率放大組成步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源,。我廠生產(chǎn)的SH系列二相恒流斬波驅(qū)動(dòng)電源與單片機(jī)及電機(jī)接線圖如下：<o:p></o:p>
<A href="http://www.sihaidj.com/image/K.gif" target=_blank></A><o:p></o:p>
<IMG src="D:\008.JPG">
說明：<o:p></o:p>
    CP      接CPU脈沖信號(hào)（負(fù)信號(hào)，低電平有效）<o:p></o:p>
    OPTO    接CPU+5V<o:p></o:p>
    FREE     脫機(jī),，與CPU地線相接,，驅(qū)動(dòng)電源不工作<o:p></o:p>
    DIR      方向控制，與CPU地線相接,，電機(jī)反轉(zhuǎn)<o:p></o:p>
    VCC      直流電源正端<o:p></o:p>
    GND      直流電源負(fù)端    <o:p></o:p>
     A       接電機(jī)引出線紅線<o:p></o:p>
    <A href="http://www.sihaidj.com/image/A1.gif" target=_blank><v:shape id=_x0000_i1037 style="WIDTH: 15.75pt; HEIGHT: 13.5pt" type="#_x0000_t75" alt="" href="http://www.sihaidj.com/image/A1.gif" target="_blank" o:button="t"> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\Admin\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image003.gif" o:href="http://www.sihaidj.com/image/A1.gif"></v:imagedata></v:shape></A>      接電機(jī)引出線綠線 <o:p></o:p>
     B       接電機(jī)引出線黃線<o:p></o:p>
    <A href="http://www.sihaidj.com/image/B1.gif" target=_blank><v:shape id=_x0000_i1038 style="WIDTH: 11.25pt; HEIGHT: 13.5pt" type="#_x0000_t75" alt="" href="http://www.sihaidj.com/image/B1.gif" target="_blank" o:button="t"><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\Admin\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image004.gif" o:href="http://www.sihaidj.com/image/B1.gif"></v:imagedata></v:shape></A>       接電機(jī)引出線藍(lán)線<o:p></o:p>
      步進(jìn)電機(jī)一經(jīng)定型,，其性能取決于電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速越高,，力距越大則要求電機(jī)的電流越大,，驅(qū)動(dòng)電源的電壓越高。電壓對(duì)力矩影響如下：<o:p></o:p>
<A href="http://www.sihaidj.com/image/I.gif" target=_blank></A><o:p></o:p>
<IMG src="D:\009.JPG">
 4,、細(xì)分驅(qū)動(dòng)器<o:p></o:p>
      在步進(jìn)電機(jī)步距角不能滿足使用的條件下,，可采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的原理是通過改變相鄰（A,，B）電流的大小,，以改變合成磁場的夾角來控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的。<o:p></o:p>
<A href="http://www.sihaidj.com/image/M.gif" target=_blank></A><o:p></o:p>
<IMG src="D:\010.JPG">
四,、步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用<o:p></o:p>
（一）步進(jìn)電機(jī)的選擇<o:p></o:p>
      步進(jìn)電機(jī)有步距角（涉及到相數(shù)）,、靜轉(zhuǎn)矩、及電流三大要素組成,。一旦三大要素確定,，步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)便確定下來了。<o:p></o:p>
1,、步距角的選擇<o:p></o:p>
      電機(jī)的步距角取決于負(fù)載精度的要求,，將負(fù)載的最小分辨率（當(dāng)量）換算到電機(jī)軸上,，每個(gè)當(dāng)量電機(jī)應(yīng)走多少角度（包括減速）。電機(jī)的步距角應(yīng)等于或小于此角度,。目前市場上步進(jìn)電機(jī)的步距角一般有0.36度/0.72度（五相電機(jī)）,、0.9度/1.8度（二、四相電機(jī)）,、1.5度/3度（三相電機(jī)）等,。<o:p></o:p>
2、靜力矩的選擇<o:p></o:p>
      步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩一下子很難確定,，我們往往先確定電機(jī)的靜力矩,。靜力矩選擇的依據(jù)是電機(jī)工作的負(fù)載，而負(fù)載可分為慣性負(fù)載和摩擦負(fù)載二種,。單一的慣性負(fù)載和單一的摩擦負(fù)載是不存在的,。直接起動(dòng)時(shí)（一般由低速）時(shí)二種負(fù)載均要考慮，加速起動(dòng)時(shí)主要考慮慣性負(fù)載,，恒速運(yùn)行進(jìn)只要考慮摩擦負(fù)載,。一般情況下，靜力矩應(yīng)為摩擦負(fù)載的2-3倍內(nèi)好,，靜力矩一旦選定,，電機(jī)的機(jī)座及長度便能確定下來（幾何尺寸）<o:p></o:p>
3、電流的選擇<o:p></o:p>
      靜力矩一樣的電機(jī),，由于電流參數(shù)不同,，其運(yùn)行特性差別很大，可依據(jù)矩頻特性曲線圖,，判斷電機(jī)的電流（參考驅(qū)動(dòng)電源、及驅(qū)動(dòng)電壓）<o:p></o:p>
      綜上所述選擇電機(jī)一般應(yīng)遵循以下步驟：<o:p></o:p>
   <IMG src="D:\011.JPG"><A href="http://www.sihaidj.com/image/L.gif" target=_blank></A><o:p></o:p>
 <o:p></o:p>
 <o:p></o:p>
4,、力矩與功率換算<o:p></o:p>
     步進(jìn)電機(jī)一般在較大范圍內(nèi)調(diào)速使用,、其功率是變化的，一般只用力矩來衡量,，力矩與功率換算如下：<o:p></o:p>
                  P= Ω·M<o:p></o:p>
                  Ω=2π·n/60<o:p></o:p>
                   P=2πnM/60<o:p></o:p>
     其P為功率單位為瓦,，Ω為每秒角速度，單位為弧度,，n為每分鐘轉(zhuǎn)速,，M為力矩單位為牛頓·米<o:p></o:p>
               P=2πfM/400(半步工作）<o:p></o:p>
     其中f為每秒脈沖數(shù)（簡稱PPS)<o:p></o:p>
(二）、應(yīng)用中的注意點(diǎn)<o:p></o:p>
      1,、步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用于低速場合---每分鐘轉(zhuǎn)速不超過1000轉(zhuǎn),，（0.9度時(shí)6666PPS)，最好在1000-3000PPS(0.9度）間使用,，可通過減速裝置使其在此間工作,，此時(shí)電機(jī)工作效率高,，噪音低。<o:p></o:p>
      2,、步進(jìn)電機(jī)最好不使用整步狀態(tài),，整步狀態(tài)時(shí)振動(dòng)大。<o:p></o:p>
      3,、由于歷史原因,，只有標(biāo)稱為12V電壓的電機(jī)使用12V外，其他電機(jī)的電壓值不是驅(qū)動(dòng)電壓伏值 ,，可根據(jù)驅(qū)動(dòng)器選擇驅(qū)動(dòng)電壓（建議：57BYG采用直流24V-36V,，86BYG采用直流50V,110BYG采用高于直流80V），當(dāng)然12伏的電壓除12V恒壓驅(qū)動(dòng)外也可以采用其他驅(qū)動(dòng)電源,，不過要考慮溫升,。<o:p></o:p>
      4、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大的負(fù)載應(yīng)選擇大機(jī)座號(hào)電機(jī),。<o:p></o:p>
      5,、電機(jī)在較高速或大慣量負(fù)載時(shí)，一般不在工作速度起動(dòng),，而采用逐漸升頻提速,，一電機(jī)不失步，二可以減少噪音同時(shí)可以提高停止的定位精度,。<o:p></o:p>
      6,、高精度時(shí)，應(yīng)通過機(jī)械減速,、提高電機(jī)速度,或采用高細(xì)分?jǐn)?shù)的驅(qū)動(dòng)器來解決,，也可以采用5相電機(jī)，不過其整個(gè)系統(tǒng)的價(jià)格較貴,，生產(chǎn)廠家少,，其被淘汰的說法是外行話。<o:p></o:p>
      7,、電機(jī)不應(yīng)在振動(dòng)區(qū)內(nèi)工作,，如若必須可通過改變電壓、電流或加一些阻尼的解決,。<o:p></o:p>
      8,、電機(jī)在600PPS（0.9度）以下工作，應(yīng)采用小電流,、大電感,、低電壓來驅(qū)動(dòng)。<o:p></o:p>
        9、應(yīng)遵循先選電機(jī)后選驅(qū)動(dòng)的原則,。

keytang · 發(fā)表于 2007-5-10 15:45:00

請(qǐng)問閣下知不知道什么地方有感應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的趨動(dòng)（細(xì)分）芯片,？

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步進(jìn)電機(jī)原理及使用說明

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