步进电机的特性介绍
步进电机的基本特性
下图显示了步进电机的转矩和速度之间的关系。纵轴为转矩，横轴为脉冲频率。脉冲频率是指驱动脉冲的频率，在步进电机中，通常使用脉冲频率pps（pulses per second，每秒脉冲数）代替频率Hz。蓝色曲线表示步进电机的“牵入转矩特性”，黄色曲线表示步进电机的“失步转矩特性”。
下面分别介绍每个特性：
牵入转矩（Pull-in Torque）特性
“牵入转矩特性”也称为“启动转矩特性”，表示可以使停止状态的步进电机启动的频率（脉冲频率）与负载转矩之间的关系。牵入转矩曲线内的区域称为“自启动区域”，是可以启动、停止和反转的区域。另外，将负载转矩为零的频率＝可以启动步进电机的极限频率称为“最大自启动频率”。如图所示，频率越高，
可启动的负载转矩越低。
失步转矩（Pull-out Torque）特性
“失步转矩特性”也称为“连续特性”或“牵出转矩特性”。表示在自启动后增加负载转矩时可以继续旋转的频率。因此，其值高于牵入转矩特性的值。步进电机可以连续运行的极限称为“最大连续运行频率”。与牵入转矩特性一样，失步转矩特性也是负载转矩会随着脉冲频率的增加而降低。
保持转矩（Holding Torque）
步进电机在通电状态下，在步进电机停止时即使施加外力，电机也试图通过转子与定子之间的吸引力来保持停止位置，这种保持力称为“保持转矩”。在上图中，即工作频率（脉冲频率）为零、也就是停止状态下的转矩。
顺便提一下，步进电机的转矩之所以随着工作频率的增加而减小，是因为受绕线电感影响，电流难以在高频条件下流动。
另外，步进电机的牵入转矩特性和失步转矩特性会因励磁方法和驱动电路而异。因此，对步进电机的特性研究中，需要进行包括驱动方法和电路在内的整体评估。
关键要点：
・“牵入转矩特性”也称为“启动转矩特性”，表示可以使停止状态的步进电机
启动的频率（脉冲频率）与负载转矩之间的关系。
・牵入转矩曲线内的区域称为“自启动区域”，是可以启动、停止和反转的区域。・将负载转矩为零的频率＝可以启动步进电机的极限频率称为“最大自启动频率”。
・“失步转矩特性”也称为“连续特性”或“牵出转矩特性”，表示在自启动后增加负载转矩时可以继续旋转的频率，其值高于牵入转矩特性的值。
・步进电机可以连续运行的极限称为“最大连续运行频率”。
・牵入转矩特性和失步转矩特性都是负载转矩会随着脉冲频率的增加而降低。・保持转矩是在通电状态下在步进电机停止时即使施加外力，步进电机也试图保持停止位置的力。
・步进电机的牵入转矩特性和失步转矩特性会因励磁方法和驱动电路而异。
步进电动机的工作原理与特点
步进电动机的工作原理及特点随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中，其在各个国民经济领域都有应用。研究步进电机的控制系统，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。 1 步进电机概述 步进电动机又称脉冲电动机或阶跃电动机，国外一般称为Steppingmotor、Pulse motor或Stepper servo，其应用发展已有约80年的历史。步进电机是一种把电脉冲信号变成直线位移或角位移的控制电机，其位移速度与脉冲频率成正比，位移量与脉冲数成正比。步进电机在结构上也是由定子和转子组成，可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制。当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场，该矢量场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁极磁场方向与定子的磁场方向一着该磁场旋转一个角度。因此，控制电机转子旋转实际上就是以一定的规律控制定子绕组的电流来产生旋转的磁场。每来一个脉冲电压，转子就旋转一个步距角，称为一步。根据电压脉冲的分配方式，步进电机各相绕组的电流轮流切换，在供给连续脉冲时，就能一步一步地连续转动，从而使电机旋转。步进电机每转一周的步数相同，在不丢步的情况下运行，其步距误差不会长期积累。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，同时步进电机只有周期性的误差而无累积误差，精度高，步进电动机可以在宽广的频率围通过改变脉冲频率来实现调速、快速起停、正反转控制等，这是步进电动机最突出的优点[1]。 正常情况下，步进电机转过的总角度和输入的脉冲数成正比；连续输入一定频率的脉冲时，电动机的转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系，不受电压波动和负载变化的影响。由于步进电动机能直接接收数字量的输入，所以特别适合于微机控制。 2国外的研究概况 步进电机是国外发明的。中国在文化大革命中已经生产和应用，例如、、、、都生产，而且都在各行业使用，驱动电路所有半导体器件都是完全国产化的，当时是全分立元器件构成的逻辑运算电路，还有电容耦合输入的计数器，触发器，环形分配器。国外在大功率的工业设备驱动上，目前基本不使用大扭矩步进电动机，因为从驱动电路的成本，效率，噪音，加速度，绝对速度，系统惯量与最大扭矩比来比较，比较不划算，还是用直流电动机，加电动机编码器整体技术和经济指标高。一些少数高级的应用，就用空心转杯电机，交流电机。国外在小功率的场合，还使用步进电机，例如一些工业器材，工业生产装备，打印机，复印件，速印机，银行自动柜员机。国外用许多现代的手段将步进电机排挤出驱动应用，除了前面提到的旋转编码器，打印机还使用光电编码带或感应编码带配合直流电动机，实现闭环直线位移控制。国过去是用大力矩步进电动机实现机床数控，有实力的公司现在也采用交流电动机驱动数控机床，在驱动设备的主要差距，是国外对交流电动机的控制理论与工程分析和应用能力强，先进的控制理论作为软件，写在控制器部。 总的来说，步进电机是一种简易的开环控制，对运用者的要求低，不适合在大功率的场合使用。 在卫星、雷达等应用场合，中国在文化大革命后期，就生产了力矩电机，就生产了环形
步进电机基础知识
什么是步进电机？ 步进电机：也称脉冲电机，是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可 以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同
时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 基本原理 通常电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。 电机开环控制 一种控制电机、不使用反馈回路、就能进行速度控制及定位控制，即所谓的电机开环控制。 步进电机开环控制原理 定子一相绕组流过直流电流，最近该相的转子齿被定子相吸引，电磁转矩大于负载转矩从而使转子运动。
电机基本分类 按电压种类分:AC（交流）驱动、DC（直流）驱动。 按旋转速度与电源频率关系分：同步电机、异步电机。 步进电机概要 1.步进电机的地位 步进电机属于：DC驱动的同步电机，但无法直接用DC或AC电源来驱动，需要配备驱动器。 2.步进电机驱动电路的功能 驱动电路任务：按顺序指令切换DC电源的电流流入步进电机的各相线圈。 驱动电路将电机定子与DC电源连接在一起工作。
步进电机详细介绍
步进电机 步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件。步进电 动机的输入量是脉冲序列，输出量则为相应的增量位移或步进运动。正常运动情况下，它每转一周具有固定的步数；做连续步进运动时，其旋转转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系，不受电压波动和负载变化的影响。由于步进电动机能直接接受数字量的控制，所以特别适宜采用微机进行控制。 （一）步进电机的种类 目前常用的有三种步进电动机： （1）反应式步进电动机（VR。反应式步进电动机结构简单，生产成本低，步距角小；但动态性能差。 （2）永磁式步进电动机（PM）。永磁式步进电动机出力大，动态性能好； 但步距角大。（3）混合式步进电动机（HB）。混合式步进电动机综合了反应 式、永磁式步进电动机两 者的优点，它的步距角小，出力大，动态性能好，是目前性能最高的步进电动机。 它有时也称作永磁感应子式步进电动机。 （二）步进电动机的工作原理 图X1三相反应式步进电动机结构示意图 1 ――定子 2 ――转子 3 ――定子绕组 图x1是最常见的三相反应式步进电动机的剖面示意图。电机的定子上有六个均布的磁极，其夹角是60o。各磁极上套有线圈，按图1连成A、B、C三相绕组。转子上均布40个小齿。所以每个齿的齿距为B E=360O /40=9O，而定子
每个磁极的极弧上也有5个小齿，且定子和转子的齿距和齿宽均相同。由于定子和转子的小齿数目分别是30和40 ,其比值是一分数，这就产生了所谓的齿错位的情况。若以A相磁极小齿和转子的小齿对齐，如图，那么B相和C相磁极的齿就会分别和转子齿相错三分之一的齿距，即3o。因此，B、C极下的磁阻 比A磁极下的磁阻大。若给B相通电，B相绕组产生定子磁场，其磁力线穿越B相磁极，并力图按磁阻最小的路径闭合，这就使转子受到反应转矩(磁阻转矩) 的作用而转动，直到B磁极上的齿与转子齿对齐，恰好转子转过3o ;此时A、C磁极下的齿又分别与转子齿错开三分之一齿距。接着停止对B相绕组通电， 而改为C相绕组通电，同理受反应转矩的作用，转子按顺时针方向再转过3o。依次类推，当三相绕组按A - B-C-A顺序循环通电时，转子会按顺时针方向，以每个通电脉冲转动3o的规律步进式转动起来。若改变通电顺序，按A-C-B -A顺序循环通电，则转子就按逆时针方向以每个通电脉冲转动3o的规律转动。因为每一瞬间只有一相绕组通电，并且按三种通电状态循环通电，故称为单三拍运行方式。单三拍运行时的步矩角9b为30o。三相步进电动机还有两种通电方式，它们分别是双三拍运行，即按AB-BC-CA-AB顺序循环通电的方式，以及单、双六拍运行，即按A—AB — B —BC—C—CA —A顺序循环通电的方式。六拍运行时的步矩角将减小一半。反应式步进电动机的步距角可按下式计算：| 9b=360o /NE r (x-1 )式中E r ------------ 转子齿数，N ------ 运行拍数，N=km ，m为步进电动机的绕 组相数，k=1或2。 (三)步进电动机的特性 (1)步进电动机必须加驱动才可以运转，驱动信号必须为脉冲信号，没有脉冲信号的时候，步进电动机静止，如果加入适当的脉冲信号，就会以一定的角度(称为步角)转动。转动的速度和脉冲的频率成正比。 (2)步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性。 (3 )改变脉冲的顺序，可以方便的改变转动的方向。 (四)步进电动机的驱动方法 步进电动机不能直接接到工频交流或直流电源上工作，而必须使用专用的步进电动机驱动器，如图x2所示，它由脉冲发生控制单元、功率驱动单元、保护
步进电机工作原理特点及应用
步进电机工作原理,特点及应用 - 步进电机工作原理,特点及应用 一、前言 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。 虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。 目前,生产步进电机的厂家的确不少，但具有专业技术人员，能够自行开发，研制的厂家却非常少，大部分的厂家只一、二十人，连最基本的设备都没有。仅仅处于一种盲目的仿制阶段。这就给户在产品选型、使用中造成许多麻烦。签于上述情况，我们决定以广泛的感应子式步进电机为例。叙述其基本工作原理。望能对广大用户在选型、使用、及整机改进时有所帮助。 二、感应子式步进电机工作原理 （一）反应式步进电机原理 由于反应式步进电机工作原理比较简单。下面先叙述三相反应式步进电机原理。 1、结构： 电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。 0、1/3て、2/3て,（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示），即A与齿1相对齐，B
与齿2向右错开1/3て，C与齿3向右错开2/3て，A'与齿5相对齐，（A'就是A，齿5就是齿1）下面是定转子的展开图： 2、旋转： 如A相通电，B，C相不通电时，由于磁场作用，齿1与A对齐，（转子不受任何力以下均同）。 由此可见：电机的位置和速度由导电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。 不难推出：电机定子上有m相励磁绕阻，其轴线分别与转子齿轴线偏移1/m,2/m……(m-1)/m,1。并且导电按一定的相序电机就能正反转被控制——这是步进电机旋转的物理条件。只要符合这一条件我们理论上可以制造任何相的步进电机，出于成本等多方面考虑，市场上一般以二、三、四、五相为多。 3、力矩： 这样经过A、B、C、A分别通电状态，齿4（即齿1前一齿）移到A相，电机转子向右转过一个齿距，如果不断地按A，B，C，A……通电，电机就每步（每脉冲）1/3て,向右旋转。如按A，C，B，A……通电，电机就反转。不过，出于对力矩、平稳、噪音及减少角度等方面考虑。往往采用A-AB-B-BC－C-CA-A这种导电状态，这样将原来每步1/3て改变为1/6て。甚至于通过二相电流不同的组合，使其1/3て变为1/12て，1/24て，这就是电机细分驱动的基本理论依据。电机一旦通电，在定转子间将产生磁场（磁通量Ф）当转子与定子错开一定角度产生力F与（dФ/dθ）成正比 S
步进电机概述
一、概念及分类 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（称为“步距角”），它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 步进电机分类： 1、永磁式（PM）： 永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度。转子以软铁加工成齿状，当定子线圈不加激磁电压时，保持转矩为零，故其转子惯性小、响应性佳，但其容许负荷惯性并不大。 2、反应式（VR）： 反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。转子由永久磁铁构成，其磁化方向为辐向磁化，无激磁时有保持转矩。 3、混合式（HB）： 混合了永磁式和反应式的优点，又分为两相、五相和三相，两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。转子由轴向磁化的磁铁制成，磁极做成复极的形式，其乃兼采可变磁阻式步进电机及永久磁铁式步进电机的优点，精确度高、转矩大、步进角度小。 二、步进电机的特征及参数 （一）特性 1、高精度的定位： 步进电机最大特征即是能够简单的做到高精度的定位控制。以5相步进电机为例：其定位基本单位（分辨率）为0.72°（全步级）/0.36°（半步级），是非常小的；停止定位精度误差皆在±3分（±0.05°）以内，且无累计误差，故可达到高精度的定位控制。 2、位置及速度控制： 步进电机在输入脉冲信号时，可以依输入的脉冲数做固定角度的回转进而得到灵活的角度控制（位置控制），并可得到与该脉冲信号周波数（频率）成比例的回转速度。 位置移动量（°）＝步进电机分辨率（°）×输入脉冲数 实例：二相全步级角1.8°时
步进电机的特性介绍
步进电机的基本特性 下图显示了步进电机的转矩和速度之间的关系。纵轴为转矩，横轴为脉冲频率。脉冲频率是指驱动脉冲的频率，在步进电机中，通常使用脉冲频率pps（pulses per second，每秒脉冲数）代替频率Hz。蓝色曲线表示步进电机的“牵入转矩特性”，黄色曲线表示步进电机的“失步转矩特性”。 下面分别介绍每个特性： 牵入转矩（Pull-in Torque）特性 “牵入转矩特性”也称为“启动转矩特性”，表示可以使停止状态的步进电机启动的频率（脉冲频率）与负载转矩之间的关系。牵入转矩曲线内的区域称为“自启动区域”，是可以启动、停止和反转的区域。另外，将负载转矩为零的频率＝可以启动步进电机的极限频率称为“最大自启动频率”。如图所示，频率越高，
可启动的负载转矩越低。 失步转矩（Pull-out Torque）特性 “失步转矩特性”也称为“连续特性”或“牵出转矩特性”。表示在自启动后增加负载转矩时可以继续旋转的频率。因此，其值高于牵入转矩特性的值。步进电机可以连续运行的极限称为“最大连续运行频率”。与牵入转矩特性一样，失步转矩特性也是负载转矩会随着脉冲频率的增加而降低。 保持转矩（Holding Torque） 步进电机在通电状态下，在步进电机停止时即使施加外力，电机也试图通过转子与定子之间的吸引力来保持停止位置，这种保持力称为“保持转矩”。在上图中，即工作频率（脉冲频率）为零、也就是停止状态下的转矩。 顺便提一下，步进电机的转矩之所以随着工作频率的增加而减小，是因为受绕线电感影响，电流难以在高频条件下流动。 另外，步进电机的牵入转矩特性和失步转矩特性会因励磁方法和驱动电路而异。因此，对步进电机的特性研究中，需要进行包括驱动方法和电路在内的整体评估。 关键要点： ・“牵入转矩特性”也称为“启动转矩特性”，表示可以使停止状态的步进电机
步进电机概述
步进电机 编辑 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 目录 1基本介绍 2主要分类 3选择方法 4基本原理 工作原理 发热原理 5主要构造 6指标术语 静态指标术语 动态指标术语 7特点特性 主要特点 主要特性 8测速方法 9功能模块设计 10优势及缺陷 优点 缺陷 11驱动方法
12驱动要求 13主要应用 步进电机的选择 应用中的注意点 1基本介绍 步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路， 步进电机（图1） 将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。 步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（即步进角）。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 2主要分类 步进电机在构造上有三种主要类型：
步进电机的分类及特点
步进电机的分类及特点 电机步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。因此，步进电动机又称脉冲电动机。步进电机相对于其它控制用途电机的最大区别是，它接收数字控制信号(电脉冲信号)并转化成与之相对应的角位移或直线位移，它本身就是一个完成数字模式转化的执行元件。而且它可开环位置控制，输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量，这样的所谓增量位置控制系统与传统的直流控制系统相比,其成本明显减低，几乎不必进行系统调整。步进电机的角位移量与输入的脉冲个数严格成正比，而且在时间上与脉冲同步。因而只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序,即可获得所需的转角、速度和方向。作为一种控制用的特种电机，步进电机无法直接接到直流或交流电源上工作，必须使用专用的驱动电源(步进电机驱动器)。在微电子技术，特别计算机技术发展以前，控制器(脉冲信号发生器)完全由硬件实现，控制系统采用单独的元件或者集成电路组成控制回路，不仅调试安装复杂，要消耗大量元器件，而且一旦定型之后，要改变控制方案就一定要重新设计电路。这就使得需要针对不同的电机开发不同的驱动器，开发难度和开发成本都很高，控制难度较大，限制了步进电机的推广。步进电动机的结构形式和分类方法较多，一般按励磁方式分为磁阻式、永磁式和混磁式三种;按相数可分为单相、两相、三相和多相等形式。在我国所采用的步进电机中以反应式步进电机为主。步进电机的运行性能与控制方式有密切的关系，步进电机控制系统从其控制方式来看，可以分为以下三类：开环控制系统、闭环控制系统、半闭环控制系统。半闭环控制系统在实际应用中一般归类于开环或闭环系统中。(1)永磁式步进电动机。其转子有永磁体的磁极，在气隙中产生极性交替磁场，定子由四相绕组组成。当A相绕组通电时，转子将转向该相绕组所确定的磁场方向。当A相断电、B相绕组被通电励磁时，就产生一个新的磁场方向，这时，转子就转动一角度而位于新的磁场方向上，被励磁相的顺序决定了转子转动方向。 (2)磁阻式步进电动机。其定、转子铁芯的内外表面上设有按一定规律分布的相近齿槽，利用定、转子铁芯齿槽相对位置变化引起磁路磁阻的变化，从而产生转矩。(3)混合式步进电动机。它的定、转子铁芯结构与磁阻式步进电动机相似。转子有永磁体在气隙中产生单极性磁场，此磁场还被转子上软磁材料的齿槽调制。它的定子和四相反应式步进电机没有区别，但是转子结构还是比较复杂的(转子内部是圆柱形永磁铁，两端套着软磁材料，周边有小齿和槽)。大多是两相或四相;须供给正负脉冲信号;输出转矩比永磁式大;步距角比永磁式小;断电时无定位转矩;启动和运行频率较高;发展较快的一种步进电机。一、步进电机的精度为步进角的3-5%，不累积。(步进电机只有周期性的误差而无累积识差)二、步进电机外表允许的最高温度。其没有积累误差(精度为100%)的特点。三、步进电机的力矩会随转速的升高而下降。四、步进电机低速时可以正常运转，但若高于定速度就无法启动，并伴有啸叫声。选择步进电机时需要根据应用需求和环境条件等因素综合考虑，并且要选择可靠性高、适用性好、品牌优良的电机。
步进电机的作用及应用场合
步进电机的作用及应用场合 步进电机是一种控制方式特殊的电动机，其通过逐步的电脉冲驱动转子旋转，因此得名。步进电机通常由定子和转子两部分组成，转子上装有多个磁极，定子则由多个电磁线圈组成。通过调节电流和电压的变化，可以使得电磁线圈逐步激励转子磁极，从而实现旋转运动。 步进电机的作用主要体现在以下几个方面： 1. 精密定位：步进电机能够实现每个电脉冲对应转子的一个固定的步距，因此可以精确控制位置。在需要进行精准定位的场合，如数控机床、3D打印机、纺织机械等，步进电机可以提供高精度的位置控制能力。 2. 自锁性：步进电机具有自锁特性，即当电机不带电的情况下，静止状态能够保持机械锁定，不会自动转动。这使得步进电机在需要保持固定位置的场合，如电动阀门、电子锁等，具有很大的优势。 3. 快速响应：由于步进电机响应电脉冲非常快速，因此能够实现快速转动。在一些需要高响应速度的场合，如精密仪器、机器人等，步进电机可以满足快速运动的需求。 4. 构造简单：步进电机的结构相对简单，由于没有使用传统电机中的电刷和电刷子，因此摩擦损耗小，可靠性高。这使得步进电机在一些特殊环境中使用，如
高温、高速、高精度等都具备一定的优势。 步进电机的应用场合非常广泛，主要包括以下几个方面： 1. 机床领域：步进电机可以用于数控机床的位置控制和进给控制，能够实现高精度的加工工艺。此外，步进电机还广泛应用于其他机床设备，如车床、磨床、铣床等。 2. 电子自动化设备：步进电机广泛应用于电子自动化设备中，如印刷设备、贴片机、卡片发卡器、瓶装设备等。步进电机的精确定位能力使得这些设备能够快速高效地完成工作任务。 3. 动画设备和舞台灯光：步进电机的快速响应和高精度控制能力，使其在动画设备和舞台灯光中得到广泛应用。舞台灯光设备中的旋转平台、灯光亮度调节等功能都可以通过步进电机来实现。 4. 机器人技术：步进电机是机器人技术中常用的驱动装置。机器人需要精确的位置和姿态控制，步进电机可以提供高精度的控制能力，并且由于结构简单可靠，使用寿命长，很适合机器人领域的应用。 5. 医疗设备：步进电机也广泛应用于医疗设备中，如注射器、扫描仪、病床等。步进电机可以实现医疗设备的精准定位和快速响应，提高医疗设备的性能和效果。
步进电动机的特性
步进电动机的特性 1、步进电机的根柢特征反响式步进电动机转速只取决于脉冲频率、转子齿数和拍数，而与电压、负载、温度等要素无关。步进电动机作业时的步数或转速既不受电压不坚决和负载改动的影响 （在容许的负载方案内），也不受环境条件（温度、压力、冲击、和振荡等）改动的影响，只与操控脉冲同步，一同，它又能依照操控的央求进行主张、接连、反转或改动速度，这便是它被广泛的运用于各种数字操控体系中的要素。2、距角特性距角特性是反映步进电动机电磁转矩T随偏转角改动的联络。这一特性反映了比照电动机带负载的才调，它是电动机的最首要的功用方针之一。步进电机的作业功用3、静特性所谓静态是指步进电动机不改动通电 情况，转子不动时的情况。步进电动机的静态特性首要指静态矩角特性和最大静转矩特性.。［.静态矩角特性描写步进电动机静态时电磁转矩T与失调角之间联络的特性曲线称为矩角特性。步进电动机矩角特性步进电动机最大静转矩特性2.最大静态转矩矩角特性上电磁转矩的最大值称为最大静态转矩。它与通电情况及绕组内电流的值有关。在必定通电情况下，最大静转矩与绕组内电流的联络，称为最大静转矩特性。当操控电流很小时，最大静转矩与电流的平方成正比地增大，当电流稍大时，受磁路丰满的影响，
最大转矩Tmex上升变缓，电流很大时，曲线趋向丰满。3、动特性步进电动机作业时老是在电气和机械过渡进程中进行的，因而对它的动特性有很高的央求，步进电动机的动特性将直接影响到体系的活络照料以及作业的牢靠性。它不只与电动机的功用和负载性质有关，还和电源的特性及通电的办法有关，其间有些要素仍是归于非线性的，要进行准确的剖析较为艰难，通常只能选用近似的办 法来研讨。1.步进作业情况时的动特性开端时，步进电动机的 矩角特性为曲线①所示，若电动机空载，则转子安稳在01点处。加一个脉冲，通电情况改动，矩角特性曲线成为曲线②，转子将安稳在新的安稳点02。若电动机带负载，先假定负载转矩为T1,则在初始情况时电动机的安稳方位是曲线①上的0U点。在改动通电情况的霎时间，转子方位还将来得及改动，而其遭到的电磁转矩己是矩角特性曲线②上的02鳥假定开端负载转矩恰当大，如图中T2,则转子起点为曲线①的0「点。当通电情况改动时，02“为新安稳点运动，Tmex为步进电动机的最大静转矩。曲线①和曲线②的交点转矩Tq是步进电动机能股动的负载转矩极限值，有时称Tq为步进电动机的起动转矩。在最大静转矩一样的条件下，相数增大时，因曲线的交点Tq较高，步进电动机带负载才调也相应增大。 用矩角特性剖析单步运动情况
步进电机特点
步进电机的一些特点： （1）步进电机没有积累误差：一般步进电机的精度为实际步距角的百分之三到五，且不累积。 （2）步进电机在工作时，脉冲信号按一定顺序轮流加到各相绕组上（由驱动器内的环形分配器控制绕组通断电的方式）。 （3）即使是同一台步进电机，在使用不同驱动方案时，其矩频特性也相差很大。 （4）步进电机与其它电动机不同，其标称额定电压和额定电流只是参考值；又因为步进电机是以脉冲方式供电，电源电压是其最高电压，而不是平均电压，所以，步进电机可以超出其额定值范围工作。但选择时不应偏离额定值太远。 （5）步进电机外表允许的最高温度：步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点；一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的甚至高达摄氏200度以上，所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。 （6）步进电机的力矩会随转速的升高而下降：当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。 （7）步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定频率就无法启动,并伴有啸叫声。 步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频（电机转速从低速升到高速）。 （8）四相混合式步进电机一般由两相驱动器来驱动，因此，连接时可以采用串联接法或并联接法将四相电机接成两相使用。串联接法一般在电机转速较低的场合使用，此时需要的驱动器输出电流为电机相电流的0.7倍，因而电机发热小；并联接法一般在电机转速较高的场合使用（又称高速接法），所需要的驱动器输出电流为电机相电流的1.4倍，因而电机发热较大。 （9）混合式步进电机驱动器的供电电源电压一般是一个较宽的范围（比如IM483的供电电压为12～48VDC），电源电压通常根据电机的工作转速和响应要求来选择。如果电机工作转速较高或响应要求较快，那么电压取值也高，但注意电源电压的纹波不能超过驱动器的最大输入电压，否则可能损坏驱动器。 （10）供电电源电流一般根据驱动器的输出相电流I来确定。如果采用线性电源，电源电流一般可取I 的1.1～1.3倍；如果采用开关电源，电源电流一般可取I 的1.5～2.0倍。 （11）当脱机信号FREE为低电平时，驱动器输出到电机的电流被切断，电机转子处于自由状态（脱机状态）。在有些自动化设备中，如果在驱动器不断电的情况下要求直接转动电机轴（手动方式），就可以将FREE信号置低，使电机脱机，进行手动操作或调节。手动完成后，再将FREE信号置高，以继续自动控制。 （12）用简单的方法调整两相步进电机通电后的转动方向，只需将电机与驱动器接线的A+和A-（或者B+和B-）对调即可。