步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器原理介紹和詳細(xì)講解

1、步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器原理介紹和詳細(xì)講解主要內(nèi)容步進(jìn)電動(dòng)機(jī)簡介驅(qū)動(dòng)器簡介電機(jī)選型計(jì)算方法計(jì)算例題電機(jī)接線 評(píng)判步進(jìn)系統(tǒng)好壞的依據(jù) 使用過程中常見問題及原因分析步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的常見問題 （FAQ)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與交流伺服電動(dòng)機(jī)的性能比較驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品測試對(duì)比一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)簡介步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的歷史步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的定義步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的機(jī)座號(hào)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)構(gòu)造步進(jìn)電動(dòng)機(jī)主要參數(shù)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)簡介步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的歷史：德國百格拉公司于1973年發(fā)明了五相混合式步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器；1993年又推出了性能更加優(yōu)越的三相混合式步進(jìn)電機(jī)。我國在80年代以前，一直是反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)占統(tǒng)治地位，混合式步進(jìn)電機(jī)是80

2、年代后期才開始發(fā)展。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的定義：是一種專門用于速度和位置精確控制的特種電機(jī)，它旋轉(zhuǎn)是以固定的角度（稱為步距角）一步一步運(yùn)行的，故稱步進(jìn)電機(jī)。3. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理 以單極性電機(jī)為例來解釋 工作原理4. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的機(jī)座號(hào)：主要有35、39、42、57、86、110等 5. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)構(gòu)造：由轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)子鐵芯、永磁體、轉(zhuǎn)軸、滾珠軸承），定子（繞組、定子鐵芯），前后端蓋等組成。最典型兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的定子有8個(gè)大齒，40個(gè)小齒，轉(zhuǎn)子有50個(gè)小齒；三相電機(jī)的定子有9個(gè)大齒，45個(gè)小齒，轉(zhuǎn)子有50個(gè)小齒。電動(dòng)機(jī)構(gòu)造圖轉(zhuǎn)軸成平行方向的斷面圖6. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)主要參數(shù)步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)：是指電機(jī)內(nèi)部的

3、線圈組數(shù)，目前常用的有 兩相、三相、五相步進(jìn)電機(jī)。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m 表示，或指電機(jī)轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距角所需脈沖數(shù)。保持轉(zhuǎn)矩：是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子鎖住轉(zhuǎn)子 的力矩。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。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。失步：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)。失調(diào)角：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。 運(yùn)行矩頻特性：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 。7. 步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步距角的3-5%

4、，且不累積；步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)；步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降（U=E+L(di/dt)+I*R）矩頻特性曲線 空載啟動(dòng)頻率：即步進(jìn)電機(jī)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(jī)不能正常啟動(dòng)，可能 發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。 步進(jìn)電機(jī)的起步速度一般在10100RPM，伺服電機(jī)的起步速度一般在100300RPM。根據(jù)電機(jī)大小和負(fù)載情況而定，大電機(jī)一般對(duì)應(yīng)較低的起步速度。低頻振動(dòng)特性：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以連續(xù)的步距狀態(tài)邊移動(dòng)邊重復(fù) 運(yùn)轉(zhuǎn)。其步距狀態(tài)的移動(dòng)會(huì)產(chǎn)生1 步距響應(yīng)。 1 步距響應(yīng)圖電機(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)

5、向上偏移，反之亦然。步進(jìn)電機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)振動(dòng)和噪聲大是其固有的缺點(diǎn)，克服兩相混合式步進(jìn)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪聲方法：通過改變減速比等機(jī)械傳動(dòng)避開共振區(qū)；采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動(dòng)器； 換成步距角更小的步進(jìn)電機(jī)；選用電感較大的電機(jī)換成交流伺服電機(jī)，幾乎可以完全克服震動(dòng)和噪聲，但成本高；采用小電流、低電壓來驅(qū)動(dòng)。在電機(jī)軸上加磁性阻尼器；中高頻穩(wěn)定性電機(jī)的固有頻率估算值： 式中：Zr為轉(zhuǎn)子齒數(shù)；Tk為電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩；J為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)貫量二、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器簡介恒流驅(qū)動(dòng)單極性驅(qū)動(dòng)雙極性驅(qū)動(dòng)微步驅(qū)動(dòng) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的閉環(huán)伺服控制導(dǎo)通和截止時(shí)的電機(jī)繞組電流和電壓的關(guān)系電壓和電流與轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的關(guān)系 二、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器簡介步進(jìn)驅(qū)動(dòng)

6、器：是一種能使步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的功率放大器，能把控制器發(fā)來的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移，電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比，所以控制脈沖頻率可以精確調(diào)速，控制脈沖數(shù)就可以精確定位。電機(jī)控制原理圖恒流驅(qū)動(dòng)恒流控制的基本思想是通過控制主電路中MOSFET的導(dǎo)通時(shí)間，即調(diào)節(jié)MOSFET觸發(fā)信號(hào)的脈沖寬度，來達(dá)到控制輸出驅(qū)動(dòng)電壓進(jìn)而控制電機(jī)繞組電流的目的。 H橋恒頻斬波恒相流驅(qū)動(dòng)電路原理框圖 電流PWM細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路示意圖 單極性驅(qū)動(dòng)單極性驅(qū)動(dòng)原理圖雙極性驅(qū)動(dòng)雙極性驅(qū)動(dòng)原理圖微步驅(qū)動(dòng) 微步驅(qū)動(dòng)技術(shù)是一種電流波形控制技術(shù)。其基本思想是控制每相繞組電流的波形，使其階梯上升或下降，即在0和最大值之間給出多個(gè)穩(wěn)定的中間

7、狀態(tài)，定子磁場的旋轉(zhuǎn)過程中也就有了多個(gè)穩(wěn)定的中間狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的步數(shù)增多、步距角減小。采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)可以大大提高步進(jìn)電機(jī)的步矩分辨率，減小轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，避免低頻共振及降低運(yùn)行噪聲 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)微步驅(qū)動(dòng)電路基本結(jié)構(gòu)框圖 步距角：控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖信號(hào)，電機(jī)所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。V：電機(jī)轉(zhuǎn)速（R/S）；P：脈沖頻率（Hz）；e：電機(jī)固有步距角； 實(shí)用公式：轉(zhuǎn)速(r/s）=脈沖頻率 /（電機(jī)每轉(zhuǎn)整步數(shù)*細(xì)分?jǐn)?shù)） m：細(xì)分?jǐn)?shù)（整步為1，半步為2）電機(jī)固有步距角 所用驅(qū)動(dòng)器類型及工作狀態(tài) 電機(jī)運(yùn)行時(shí)的真正步距角 0.9/1.8 驅(qū)動(dòng)器工作在半步狀態(tài) 0.9 0.9/1.8驅(qū)動(dòng)器工作在5細(xì)分狀態(tài) 0.

8、36 0.9/1.8驅(qū)動(dòng)器工作在10細(xì)分狀態(tài) 0.18 0.9/1.8驅(qū)動(dòng)器工作在20細(xì)分狀態(tài) 0.09 0.9/1.8驅(qū)動(dòng)器工作在40細(xì)分狀態(tài) 0.045 電機(jī)繞組電流波形分析步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的閉環(huán)伺服控制 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)矢量控制位置伺服系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)原理圖 6、導(dǎo)通和截止時(shí)的電機(jī)繞組電流和電壓的關(guān)系當(dāng)T導(dǎo)通時(shí)有： 當(dāng)T截止時(shí)有：電壓和電流與轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的關(guān)系 步進(jìn)電機(jī)一定時(shí)，供給驅(qū)動(dòng)器的電壓值對(duì)電機(jī)性能影響大， 電壓越高，步進(jìn)電機(jī)能產(chǎn)生的力矩越大，越有利于需要高速應(yīng) 用的場合，但電機(jī)的發(fā)熱隨著電壓、電流的增加而加大，所以 要注意電機(jī)的溫度不能超過最大限值。 一個(gè)可供參考的經(jīng)驗(yàn)值：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器

9、的輸入電壓一般設(shè)定在步進(jìn)電機(jī)額定電壓的325倍。建議：57機(jī)座電機(jī)采用直流24V-48V，86機(jī)座電機(jī)采用直流36-70V,110機(jī)座電機(jī)采用高于直流80V。對(duì)變壓器降壓，然后整流、濾波得到的直流電源，其濾波電 容的容量可按以下工程經(jīng)驗(yàn)公式選取：C=（8000 X I）/ V（uF） I為繞組電流（A）；V為直流電源電壓（V）三、電機(jī)選型計(jì)算方法電機(jī)最大速度選擇電機(jī)定位精度的選擇電機(jī)力矩選擇三、電機(jī)選型計(jì)算方法選擇電機(jī)一般應(yīng)遵循以下步驟： 電機(jī)最大速度選擇 步進(jìn)電機(jī)最大速度一般在6001200 rpm。交流伺服電機(jī)額定速度一般在3000 rpm，最大轉(zhuǎn)速為5000rpm。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)要根據(jù)此參

10、數(shù)設(shè)計(jì)。 2. 電機(jī)定位精度的選擇 機(jī)械傳動(dòng)比確定后，可根據(jù)控制系統(tǒng)的定位精度選擇步進(jìn)電機(jī)的步距角及驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分等級(jí)。一般選電機(jī)的一個(gè)步距角對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)定位精度的1/2 或更小。注意：當(dāng)細(xì)分等級(jí)大于1/4后，步距角的精度不能保證。伺服電機(jī)編碼器的分辨率選擇：分辨率要比定位精度高一個(gè)數(shù)量級(jí)。 3. 電機(jī)力矩選擇 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。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

11、定，電機(jī)的機(jī)座及長度便能確定下來（幾何尺寸）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 式中：dV為體積元，為物體密度，r為體積元與轉(zhuǎn)軸的距離。單位：kgm2將負(fù)載質(zhì)量換算到電機(jī)輸出軸上轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，常見傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與公式如下：加速度計(jì)算控制系統(tǒng)要定位準(zhǔn)確，物體運(yùn)動(dòng)必須有加減速過程，如右圖所示。已知加速時(shí)間 、最大速度Vmax，可得電機(jī)的角加速度： (rad / s2)電機(jī)力矩計(jì)算 力矩計(jì)算公式為： 式中：TL為系統(tǒng)外力折算到電機(jī)上的力矩； 為傳動(dòng)系統(tǒng)的效率。四、計(jì)算例題（直線運(yùn)動(dòng)）運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算 動(dòng)力學(xué)計(jì)算選擇同步帶直徑和步進(jìn)電機(jī)細(xì)分?jǐn)?shù)m計(jì)算電機(jī)力矩，選擇電機(jī)型號(hào)四、計(jì)算例題（直線運(yùn)動(dòng)）已知：直線平臺(tái)水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，

12、最大行程L400 mm，同步帶傳動(dòng)；往復(fù)運(yùn)動(dòng)周期為T 4s；重復(fù)定位誤差 0.05 mm；平臺(tái)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量M 10 kg，無外力。求：電機(jī)型號(hào)、同步帶輪直徑、最大細(xì)分?jǐn)?shù)。 平臺(tái)結(jié)構(gòu)簡圖運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算 平均速度為： 設(shè)加速時(shí)間為0.1 S；(步進(jìn)電機(jī)一般取加速時(shí)間為：0.11秒) (伺服電機(jī)一般取加速時(shí)間為：秒) 則加減速時(shí)間共為0.2 S，且加減速過程的平均速度為最大速度的一 半。 故有：L 0.2 Vmax / 2 1.8 Vmax 0.4 m得： Vmax 0.4 / （ 0.2 / 2 1.8 ） 0.211 m/s所以，加速度為：加速距離：勻速距離：減速距離和加速距離相同， 動(dòng)力學(xué)計(jì)算 同步帶

13、上需要拉力： F M a + f摩擦力：f M g設(shè)導(dǎo)軌摩擦系數(shù) 則摩擦力：f 0.1 10 9.8 9.8 N慣性力: F1 M a 10 2.11 21.1 N故：同步帶上要有拉力 F F1+ f 30.9 N 選擇同步帶直徑和步進(jìn)電機(jī)細(xì)分?jǐn)?shù)m 設(shè)同步帶直徑30 mm周長為C3.14 3.14 30 94.2 mm 核算定位精度：脈沖當(dāng)量 C / (200 ； m C / (200 0.05)= 94.2 / (200 0.05) = 9.42 核算最大轉(zhuǎn)速：nmax Vmax/ C 0.211 / (94.2/1000) 2.24 r/s第2級(jí)主動(dòng)輪直徑仍?。? 30 mm；第1級(jí)主動(dòng)輪

14、直徑?。? 25 mm；減速比?。篿 1 ：3；顯然，細(xì)分?jǐn)?shù)太大，最大轉(zhuǎn)速太低。但是，同步帶直徑也不可能小2倍，所以只能增加一級(jí)減速則第1級(jí)從動(dòng)輪直徑為?。?75 mm；電機(jī)最大轉(zhuǎn)速為：驅(qū)動(dòng)器細(xì)分?jǐn)?shù)：故，取4細(xì)分就很合適了。實(shí)際脈沖當(dāng)量： 計(jì)算電機(jī)力矩，選擇電機(jī)型號(hào) 第2級(jí)主動(dòng)輪上的力矩：T2F3 / 2 第1級(jí)主動(dòng)輪上，即電機(jī)軸上的力矩：T1T2 i F 3 / 2 i = 0.155 Nm 由于沒有考慮同步帶的效率、導(dǎo)軌和滑塊裝配誤差造成的摩擦、同步帶輪的摩擦和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等因素，同時(shí)，步進(jìn)電機(jī)在高速時(shí)扭矩要大幅度下降；所以，取安全系數(shù)為3比較保險(xiǎn)。故，電機(jī)力矩To0.155 3 0.465

15、Nm七、電機(jī)接線方法步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線方法光電隔離原件作用：電氣隔離、抗干擾共陽極接法、共陰極接法和差分方式接法共陽極接法共陰極接法差分方式典型接線方法4、6和8線電機(jī)接線方法 四線電機(jī)和六線電機(jī)高速度模式：輸出電流設(shè)成等于或略小于電機(jī)額定電流值； 六線電機(jī)高力矩模式：輸出電流設(shè)成電機(jī)額定電流的倍； 八線電機(jī)并聯(lián)接法：輸出電流應(yīng)設(shè)成電機(jī)單極性接法電流的倍； 八線電機(jī)串聯(lián)接法：輸出電流應(yīng)設(shè)成電機(jī)單極性接法電流的倍 。八、評(píng)判步進(jìn)系統(tǒng)好壞的依據(jù)1）振動(dòng)、噪音（運(yùn)行平穩(wěn)性）； 2）中、高速力矩；3）溫升（發(fā)熱情況）； 4）保護(hù)功能； 5）可靠性九、使用過程中常見問題及原因分析 十、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的常見

16、問題 1、什么是步進(jìn)電機(jī)？在何種情況下該使用步進(jìn)電機(jī)？ 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(diǎn)講：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（及步進(jìn)角）。 您可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)您可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)調(diào)速的目的。因此在需要準(zhǔn)確定位或調(diào)速控制時(shí)均可考慮使用步進(jìn)電機(jī)。 2、步進(jìn)電機(jī)分哪幾種？有什么區(qū)別？ 步進(jìn)電機(jī)分三種：永磁式（），反應(yīng)式（）和混合式（） 永磁式步進(jìn)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為度或15度； 反應(yīng)式步進(jìn)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般

17、為度，但噪聲和振動(dòng)都很大。在歐美等發(fā)達(dá)國家年代已被淘汰。 混合式步進(jìn)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。它又分為兩相四相和五相：兩相步進(jìn)角一般為度而五相步進(jìn)角一般為度。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。 3、什么是保持轉(zhuǎn)矩(HOLDING TORQUE）？ 保持轉(zhuǎn)矩（)是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。它是步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一，通常步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。保持轉(zhuǎn)矩越大則電機(jī)帶負(fù)載能力越強(qiáng)。由于步進(jìn)電機(jī)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(zhuǎn)矩就成為了衡量步進(jìn)電機(jī)重要的參數(shù)之一。比如，當(dāng)人們說的步進(jìn)電機(jī)，在沒有特殊說明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為

18、的步進(jìn)電機(jī)。 4、步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式有幾種？ 一般來說，步進(jìn)電機(jī)有恒壓，恒流驅(qū)動(dòng)兩種，恒壓驅(qū)動(dòng)已近淘汰，目前普遍使用恒流驅(qū)動(dòng)。 5、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(huì)影響到下一步的精度因此步進(jìn)電機(jī)精度不累積。 6、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(huì)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(diǎn)；一般來說，磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏度以上，因此步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏度完全正常。7、為什么步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速升高而下降？ 當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)各相繞組的電

19、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(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。 8、為什么步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但若高于一定速度就無法啟動(dòng)，并伴有嘯叫聲? 步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù)：空載啟動(dòng)頻率，即步進(jìn)電機(jī)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(jī)不能正常啟動(dòng)，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下，啟動(dòng)頻率應(yīng)更低。如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動(dòng)，脈沖頻率應(yīng)該有加速過程，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(jī)轉(zhuǎn)速從低速升到高速）。我們建議空載啟動(dòng)頻率選定為電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一圈所需脈沖數(shù)的倍。 9、如何克服兩相混合式步進(jìn)電機(jī)在低

20、速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪聲？ 步進(jìn)電機(jī)低速轉(zhuǎn)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克服： A、如步進(jìn)電機(jī)正好工作在共振區(qū)，可通過改變減速比提高步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行速度。 、采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動(dòng)器，這是最常用的，最簡便的方法。因?yàn)榧?xì)分型驅(qū)動(dòng)器電機(jī)的相電流變流較半步型平緩。 、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)。 、換成直流或交流伺服電機(jī)，幾乎可以完全克服震動(dòng)和噪聲，但成本較高。 、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。10、細(xì)分驅(qū)動(dòng)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(shí)質(zhì)上是一種電子阻尼技術(shù)（請參考有關(guān)文獻(xiàn)），其主要目的是減

21、弱或消除步進(jìn)電機(jī)的低頻振動(dòng)，提高電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)精度只是細(xì)分技術(shù)的一個(gè)附帶功能。比如對(duì)于步進(jìn)角為度的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，如果細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)置為，那么電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)分辨率為每個(gè)脈沖度，電機(jī)的精度能否達(dá)到或接近度，還取決于細(xì)分驅(qū)動(dòng)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(dòng)器精度可能差別很大；細(xì)分?jǐn)?shù)越大精度越難控制。 11、四相驅(qū)動(dòng)合式步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器的串聯(lián)接法和并聯(lián)接法有什么區(qū)別？ 四相混合式步進(jìn)電機(jī)一般由兩相驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)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(jī)接成兩相使用。串聯(lián)接法一般在電機(jī)轉(zhuǎn)速較的場合使用。此時(shí)需要的驅(qū)動(dòng)器輸出電流為電機(jī)相電流的倍，因而電機(jī)發(fā)熱小；并聯(lián)接法一般在電

22、機(jī)轉(zhuǎn)速較高的場合使用（又稱高速接法），所需要的驅(qū)動(dòng)器輸出電流為電機(jī)相電流的倍，因而電機(jī)發(fā)熱較大。 12、如何確定步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器直流供電電源？ 、供電電源供電電壓的確定 混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的供電電源電壓一般是一個(gè)較寬的范圍，電源電壓通常根據(jù)電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速和響應(yīng)要求來選擇。如果電機(jī)工作轉(zhuǎn)速較高或響應(yīng)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驅(qū)動(dòng)器的最大輸入電壓，否則可能損壞驅(qū)動(dòng)器。如果電機(jī)工作轉(zhuǎn)速較低，則可以考慮電壓選取較低值。 、供電電源輸出電流的確定 供電電源電流一般根據(jù)驅(qū)動(dòng)器的輸出相電流來確定。如果采用線性電源，電源電流一般可取的倍；如果采用開關(guān)電源，電源電流一般可取的倍。如

23、果一個(gè)供電源同時(shí)給幾個(gè)驅(qū)動(dòng)器供電，則應(yīng)考慮供電電源的電流應(yīng)適當(dāng)加倍。 13、混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的使能信號(hào)na一般在什么情況下使用？ 當(dāng)使能信號(hào)na為低電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)器輸出到電機(jī)的電流被切斷，電機(jī)轉(zhuǎn)子處于自由狀態(tài)（脫機(jī)狀態(tài)）。在有些自動(dòng)化設(shè)備中，如果在驅(qū)動(dòng)器不斷電的情況下要求可以用手動(dòng)直接轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸，就可以將na置低，使電機(jī)脫機(jī)，進(jìn)行手動(dòng)操作或調(diào)節(jié)。手動(dòng)完成后，再將na信號(hào)置高，以繼續(xù)自動(dòng)控制。 14、如何用簡單的方法調(diào)整兩相步進(jìn)電機(jī)通電后的轉(zhuǎn)動(dòng)方向？ 只需將電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器接線的+和A-（或者B+和B-)對(duì)調(diào)即可。 十一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與交流伺服電動(dòng)機(jī)的性能比較控制精度不同低頻特性不同矩頻特性不同過載能力不同運(yùn)行性能不同速度響應(yīng)性能不同效率指標(biāo)不同十一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與交流伺服電動(dòng)機(jī)的性能比較 控制精度不同兩相步進(jìn)電機(jī)步距角為1.8；德國百格拉公司生產(chǎn)的三相混合式步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器，可以細(xì)分控制來實(shí)現(xiàn)步距角為1.8、0.9、0.72、0.36、0.18、0.09、0.072、0.036，兼容了兩相和五相步進(jìn)電機(jī)的步距角。交流伺服電動(dòng)機(jī)的控制精度由電動(dòng)機(jī)后端的編