的有关步进电机的基础知识

第一步：步进电机的保持转矩，相当于传统电机所说的“功率”。当然，他们有着本质的区别。步进电机的物理结构，完全不同于普通的交、直流电机，它的输出功率是可变的。通常根据需要的转矩大小，来选择哪种型号的步进电机。大致来说，扭力在以下的，一般选择28、35、39、42；扭力在左右的，选择57电机较为合适。扭力在几或更大的情况下，就应当选择转矩更大的75、85、86、90、110、130等规格的步进电机。同时，我们还应考虑电机的转速。因为，电机的输出转矩，与转速成反比关系。就是说，步进电机在低速（每分钟几百转或更低转速，其输出转矩较大），在高速旋转状态的转矩就很小了。当然，有些工作环境需要高速电机，就要对步进电机的线圈电阻、电感等指标进行综合权衡。选择电感稍小一些的电机，作为高速电机，能够获得较大输出转矩。反之，要求低速大力矩的情况下，就要选择电感在十几或几十mH,电阻也要大一些为好。

第二步：步进电机空载启动频率，一般称为“空起频率”。这是选购步进电机很重要的一项指标。如果要求在瞬间频繁启动、停止，并且，转速在1000转/分钟左右或更高。最好选择反应式或永磁式步进电机，这些电机的“空起频率”都比较高。

第三步：步进电机的相数选择，这项内容，很多客户几乎没有什么重视，大多是随便购买。其实，不同相数的电机，工作效果是不同的。相数越多，步距角就能够做的比较小，工作时的振动就相对小一些。大多数场

合，使用两相、三相、五相混合式步进电机的比较多。在高速大力矩的工作环境，选择三相步进电机是很实用的。

第四步：防水防腐型步进电机能够防水、防油，适用于某些特殊场合。例如水下机器人，就需要放水电机。75BYG系列步进电机大多具有防水结构。对于特种用途的电机，就要针对性选择了。

第五步：特殊规格的步进电机，通常需要和生产厂家沟通，在技术允许的范围内，加工订做。例如，出轴的直径、长短、伸出方向等。

步进电机的运转难免会有很大的噪音，在工厂这些噪音其实不算什么，工厂里多的是机械，各式各样的，一起运转，那么多的噪音，就好像在开一场演唱会，只是是我们听不懂的，很刺耳的。

噪音大听不到不要紧，但是在工厂里面的操作工难免就要遭罪了，操作工之间讲话都是问题，不用吼得是听不到了，久而久之，他们的听觉也会有一点受到影响。那该如何减少这些机器的噪声呢？

第一，可以通过改变减速比等机械传动避开共振区；

第二，可以采用带有细分功能的驱动器；

第三，可以换成步距角更小的步进电机；

第四，可以换成交流伺服电机，几乎可以完全克服震动和噪声；

第五，可以在电机轴上加磁性阻尼器。

No3．步进电机调速注意特点

步进电机高速不能直接使用普通的交直流电源，需要专用的伺服控制器，应注意以下特点：

1、可以用数字信号直接进行开环控制，整个系统简单廉价，位移与输入脉冲信号数相对应，步距误差不长期积累，开环控制系统既简单又具有一定的精度；在要求更高精度时，也可以采用闭环控制系统。

2、由于步进电机无刷，因此本体部件少，可靠性高。

3、易于起动，停止，正反转，速度响应性好；停止时一般有自锁能力。

4、步距角可在大范围内选择，在小步距情况下，能够在超低转速下高转距稳定运行，可以不经减速器直接驱动负载。

5、速度可在相当宽范围内平滑调节，可以用一台控制器同时控制几台步进电机完全同步运行。

6、步进电机带惯性负载能力较差，由于存在失步和共振问题，步进电机的加减速方法在不同的应用状态下，情况较为复杂。

步进电机在数字化的制造时代发挥了重要的用途，但是步进电机也并非没有缺点，步进电机容易遭受到电流电压的影响，对接收机系统造成干扰，使其不能够正常的工作。

那么对于这个问题该如何解决呢，专家建议可以加装电源滤波器，从而减少对交流电源的污染；也可以将电源滤波器的地、驱动器、控制脉冲和方向脉冲短接后的引出线、电机接地线、驱动器与电机之间电缆防护套、驱动器屏蔽线均接到机箱壁上的接地柱上，并要求接触良好；其次也可以使用屏蔽线减轻外界对自己的干扰，或电源线对外界的干扰。减少了对步进电机的干扰，使其能够正常的工作。

步进电机启动运行时失控与失步一般要考虑以下方面作检查：

1）电机力矩是否足够大，能否带动负载，因此我们一般推荐用户选型时要选用力矩比实际需要大 50%~100% 的电机，因为步进电机不能过负载运行，哪怕是瞬间，都会造成失步，严重时停转或不规则原地反复动。

2）上位控制器来的输入走步脉冲的电流是否够大（一般要 >10mA ），以使光耦稳定导通，输入的频率是否过高，导致接收不到，如果上位控制器的输出电路是CMOS电路，则也要选用 CMOS 输入型的步进驱动器。

3）启动频率是否太高，在启动程序上是否设置了加速过程，最好从电机规定的启动频率内开始加速到设定频率，哪怕加速时间很短，否则可能就不稳定，甚至处于惰态。

4）电机未固定好时，有时会出现此状况，则属于正常。因为，实际上此时造成了电机的强烈共振而导致进入失步状态。电机必须固定好。

5）对于 5 相电机来说，相位接错，电机也不能工作。

两相步进电机在定子上只有2个绕组，4根引出线，一般整步步距角为度，半步步距角为度，驱动器只须通过对两相绕组电流通断进行控制就可以了；而4相步进电机在定子上有四个绕组，8根引出线，整步为度，半步为度，驱动器需要对4个绕组进行控制，电路的复杂性和成本都会增加。因此，一般两相步进电机配两相驱动器，需要更小的步距角时，可以采用细分驱动器。

有些公司将两相4线和四相8线的步进电机通称为两相步进电机，驱动器也似乎只有两相的。这是因为，四相绕组两两并联或串联后就成为两相绕组，四相电机就变成两相电机了，但串联或并联会使电机绕组电阻和电感成倍变化，电机运行性能也会有明显变化。一般来说，四相并联成两相使用时，电机有较好的加速性能，高速力矩保持得好，但是电机电流会是四相时的2倍，发热较大，对驱动器输出能力的要求相应提高；而四相串联成两相使用时，电机有较好的低速稳定性，噪声和发热较小，