[post]步進(jìn)電機14問(wèn)
1.什么是步進(jìn)電機? 步進(jìn)電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構。通俗一點(diǎn)講：當步進(jìn)驅動(dòng)器接收到 一個(gè)脈沖信號，它就驅動(dòng)步進(jìn)電機按設定的方向轉動(dòng)一個(gè)固定的角度（及步進(jìn)角）。您可以 通過(guò)控制脈沖個(gè)數來(lái)控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時(shí)您可以通過(guò)控制脈沖頻 率來(lái)控制電機轉動(dòng)的速度和加速度，從而達到調速的目的。
2.步進(jìn)電機分哪幾種? 步進(jìn)電機分三種：永磁式（PM） ，反應式（VR）和混合式（HB） 永磁式步進(jìn)一般為兩相，轉矩和體積較小，步進(jìn)角一般為7.5度 或15度； 反應式步進(jìn)一般為三相，可實(shí)現大轉矩輸出，步進(jìn)角一般為1.5度，但噪聲和振動(dòng)都很 大。在歐美等發(fā)達國家80年代已被淘汰；混合式步進(jìn)是指混合了永磁式和反應式的優(yōu)點(diǎn)。它 又分為兩相和五相：兩相步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)角一般為 0.72度。這種步進(jìn)電機的 應用最為廣泛。
3.什么是保持轉矩（HOLDING TORQUE）? 保持轉矩（HOLDING TORQUE）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。 它是步進(jìn)電機最重要的參數之一，通常步進(jìn)電機在低速時(shí)的力矩接近保持轉矩。由于步進(jìn)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變化，所以保持轉矩就 成為了衡量步進(jìn)電機最重要的參數之一。比如，當人們說(shuō)2N.m的步進(jìn)電機，在沒(méi)有特殊說(shuō)明 的情況下是指保持轉矩為2N.m的步進(jìn)電機。
4.什么是DETENT TORQUE? DETENT TORQUE 是指步進(jìn)電機沒(méi)有通電的情況下，定子鎖住轉子的力矩。 DETENT TORQUE 在國內沒(méi)有統一的翻譯方式，容易使大家產(chǎn)生誤解； 由于反應式步進(jìn)電機的轉子不是永磁材料，所以它沒(méi)有DETENT TORQUE。
5.步進(jìn)電機精度為多少？是否累積? 一般步進(jìn)電機的精度為步進(jìn)角的3-5%，且不累積。
6.步進(jìn)電機的外表溫度允許達到多少? 步進(jìn)電機溫度過(guò)高首先會(huì )使電機的磁性材料退磁，從而導致力矩下降乃至于失步，因此 電機外表允許的最高溫度應取決于不同電機磁性材料的退磁點(diǎn)；一般來(lái)講，磁性材料的退磁 點(diǎn)都在攝氏130度以上，有的甚至高達攝氏200度以上，所以步進(jìn)電機外表溫度在攝氏80-90 度完全正常。
7.為什么步進(jìn)電機的力矩會(huì )隨轉速的升高而下降? 當步進(jìn)電機轉動(dòng)時(shí)，電機各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢；頻率越高，反向電動(dòng) 勢越大。在它的作用下，電機隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導致力矩下降。
8.為什么步進(jìn)電機低速時(shí)可以正常運轉,但若高于一定速度就無(wú)法啟動(dòng),并伴有嘯叫聲? 步進(jìn)電機有一個(gè)技術(shù)參數：空載啟動(dòng)頻率，即步進(jìn)電機在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈 沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機不能正常啟動(dòng)，可能發(fā)生丟步或堵轉。在有負載的情 況下，啟動(dòng)頻率應更低。如果要使電機達到高速轉動(dòng)，脈沖頻率應該有加速過(guò)程，即啟動(dòng)頻 率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機轉速從低速升到高速）。
9.如何克服兩相混合式步進(jìn)電機在低速運轉時(shí)的振動(dòng)和噪聲? 步進(jìn)電機低速轉動(dòng)時(shí)振動(dòng)和噪聲大是其固有的缺點(diǎn)，一般可采用以下方案來(lái)克服： A.如步進(jìn)電機正好工作在共振區，可通過(guò)改變減速比等機械傳動(dòng)避開(kāi)共振區；B.采用帶有細分功能的驅動(dòng)器，這是最常用的、最簡(jiǎn)便的方法； C.換成步距角更小的步進(jìn)電機，如三相或五相步進(jìn)電機； D.換成交流伺服電機，幾乎可以完全克服震動(dòng)和噪聲，但成本較高； E.在電機軸上加磁性阻尼器，市場(chǎng)上已有這種產(chǎn)品，但機械結構改變較大。
10.細分驅動(dòng)器的細分數是否能代表精度? 步進(jìn)電機的細分技術(shù)實(shí)質(zhì)上是一種電子阻尼技術(shù)（請參考有關(guān)文獻），其主要目的是減 弱或消除步進(jìn)電機的低頻振動(dòng)，提高電機的運轉精度只是細分技術(shù)的一個(gè)附帶功能。比如對 于步進(jìn)角為1.8° 的兩相混合式步進(jìn)電機，如果細分驅動(dòng)器的細分數設置為4，那么電機的 運轉分辨率為每個(gè)脈沖0.45°，電機的精度能否達到或接近0.45°，還取決于細分驅動(dòng)器的 細分電流控制精度等其它因素。不同廠(chǎng)家的細分驅動(dòng)器精度可能差別很大；細分數越大精度 越難控制。
11.四相混合式步進(jìn)電機與驅動(dòng)器的串聯(lián)接法和并聯(lián)接法有什么區別? 四相混合式步進(jìn)電機一般由兩相驅動(dòng)器來(lái)驅動(dòng)，因此，連接時(shí)可以采用串聯(lián)接法或并聯(lián) 接法將四相電機接成兩相使用。串聯(lián)接法一般在電機轉速較的場(chǎng)合使用，此時(shí)需要的驅動(dòng)器 輸出電流為電機相電流的0.7倍，因而電機發(fā)熱��；并聯(lián)接法一般在電機轉速較高的場(chǎng)合使 用（又稱(chēng)高速接法），所需要的驅動(dòng)器輸出電流為電機相電流的1.4倍，因而電機發(fā)熱較 大。
12.如何確定步進(jìn)電機驅動(dòng)器的直流供電電源? A.電壓的確定 混合式步進(jìn)電機驅動(dòng)器的供電電源電壓一般是一個(gè)較寬的范圍（比如IM483的供電 電壓為12～48VDC），電源電壓通常根據電機的工作轉速和響應要求來(lái)選擇。如果電機工作 轉速較高或響應要求較快，那么電壓取值也高，但注意電源電壓的紋波不能超過(guò)驅動(dòng)器的最 大輸入電壓，否則可能損壞驅動(dòng)器。 B.電流的確定 供電電源電流一般根據驅動(dòng)器的輸出相電流I來(lái)確定。如果采用線(xiàn)性電源，電源電 流一般可取I 的1.1～1.3倍；如果采用開(kāi)關(guān)電源，電源電流一般可取I 的1.5～2.0倍。
13.混合式步進(jìn)電機驅動(dòng)器的脫機信號FREE一般在什么情況下使用? 當脫機信號FREE為低電平時(shí)，驅動(dòng)器輸出到電機的電流被切斷，電機轉子處于自由狀態(tài) （脫機狀態(tài)）。在有些自動(dòng)化設備中，如果在驅動(dòng)器不斷電的情況下要求直接轉動(dòng)電機軸 （手動(dòng)方式），就可以將FREE信號置低，使電機脫機，進(jìn)行手動(dòng)操作或調節。手動(dòng)完成后， 再將FREE信號置高，以繼續自動(dòng)控制。
14.如果用簡(jiǎn)單的方法調整兩相步進(jìn)電機通電后的轉動(dòng)方向? 只需將電機與驅動(dòng)器接線(xiàn)的A+和A-（或者B+和B-）對調即可。 ............................................................................ 關(guān)于驅動(dòng)器的細分原理及一些相關(guān)說(shuō)明（轉載） 在國外，對于步進(jìn)系統，主要采用二相混合式步進(jìn)電機及相應的細分驅動(dòng)器。 但在國內，廣大用戶(hù)對“細分”還不是特別了解，有的只是認為，細分是為了提高精 度，其實(shí)不然，細分主要是改善電機的運行性能，現說(shuō)明如下：步進(jìn)電機的細分控制是由驅 動(dòng)器精確控制步進(jìn)電機的相電流來(lái)實(shí)現的，以二相電機為例，假如電機的額定相電流為3A， 如果使用常規驅動(dòng)器（如常用的恒流斬波方式）驅動(dòng)該電機，電機每運行一步，其繞組內的 電流將從0突變?yōu)?A或從3A突變到0，相電流的巨大變化，必然會(huì )引起電機運行的振動(dòng)和噪音。如果使用細分驅動(dòng)器，在10細分的狀態(tài)下驅動(dòng)該電機，電機每運行一微步，其繞組內的 電流變化只有0.3A而不是3A，且電流是以正弦曲線(xiàn)規律變化，這樣就大大的改善了電機的振 動(dòng)和噪音，因此，在性能上的優(yōu)點(diǎn)才是細分的真正優(yōu)點(diǎn)。由于細分驅動(dòng)器要精確控制電機的 相電流，所以對驅動(dòng)器要有相當高的技術(shù)要求和工藝要求，成本亦會(huì )較高。注意，國內有一 些驅動(dòng)器采用“平滑”來(lái)取代細分，有的亦稱(chēng)為細分，但這不是真正的細分，望廣大用戶(hù)一 定要分清兩者的本質(zhì)不同： 1．“平滑”并不精確控制電機的相電流，只是把電流的變化率變緩一些，所以“平 滑”并不產(chǎn)生微步，而細分的微步是可以用 來(lái)精確定位的。 2．電機的相電流被平滑后，會(huì )引起電機力矩的下降，而細分控制不但不會(huì )引起電機力矩的 下降，相反，力矩會(huì )有所增加。[/post]
滬公網(wǎng)安備31010802001143號
