步進(jìn)電機(jī)基本原理分析論文_優(yōu)秀論文

1、 步進(jìn)電機(jī)基本原理分析論文步進(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)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號, 它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(稱為“步距角”), 它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量, 從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度, 從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī), 利用其沒有積累誤差(精度為100%)的特點(diǎn), 廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制?，F(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（VR）、永磁式步進(jìn)電機(jī)（PM）、混合式步進(jìn)電機(jī)（HB）和單相式步進(jìn)電機(jī)等。永磁式步進(jìn)電機(jī)一般為兩相

2、, 轉(zhuǎn)矩和體積較小, 步進(jìn)角一般為7.5度或15度；反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)一般為三相, 可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出, 步進(jìn)角一般為1.5度, 但噪聲和振動都很大。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成, 定子上有多相勵磁繞組, 利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。混合式步進(jìn)電機(jī)是指混合了永磁式和反應(yīng)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(jī)的應(yīng)用最為廣泛, 也是本次細(xì)分驅(qū)動方案所選用的步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)的一些基本參數(shù)：電機(jī)固有步距角：它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進(jìn)脈沖信號, 電機(jī)所轉(zhuǎn)動的角度。電機(jī)出廠時給出了一個步距角的值, 如86BYG250A型電機(jī)給出的值為0.9/1.

3、8（表示半步工作時為0.9、整步工作時為1.8）, 這個步距角可以稱之為電機(jī)固有步距角, 它不一定是電機(jī)實(shí)際工作時的真正步距角, 真正的步距角和驅(qū)動器有關(guān)。步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)：是指電機(jī)內(nèi)部的線圈組數(shù), 目前常用的有二相、三相、四相、五相步進(jìn)電機(jī)。電機(jī)相數(shù)不同, 其步距角也不同, 一般二相電機(jī)的步距角為0.9/1.8、三相的為0.75/1.5、五相的為0.36/0.72。在沒有細(xì)分驅(qū)動器時, 用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)來滿足自己步距角的要求。如果使用細(xì)分驅(qū)動器, 則相數(shù)將變得沒有意義, 用戶只需在驅(qū)動器上改變細(xì)分?jǐn)?shù), 就可以改變步距角。保持轉(zhuǎn)矩（HOLDINGTORQUE）：是指步進(jìn)電機(jī)通電但

4、沒有轉(zhuǎn)動時, 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)在低速時的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。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)最重要的參數(shù)之一。比如, 當(dāng)人們說2N.m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2N.m的步進(jìn)電機(jī)。DETENTTORQUE：是指步進(jìn)電機(jī)沒有通電的情況下, 定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。DETENTTORQUE在國內(nèi)沒有統(tǒng)一的翻譯方式, 容易使大家產(chǎn)生誤解；由于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子不是永磁材料, 所以它沒有DETENTTORQUE。步進(jìn)電機(jī)的一些特點(diǎn)：1一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步

5、進(jìn)角的3-5%, 且不累積。2步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度。步進(jìn)電機(jī)溫度過高首先會使電機(jī)的磁性材料退磁, 從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步, 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)；一般來講, 磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏130度以上, 有的甚至高達(dá)攝氏200度以上, 所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏80-90度完全正常。3步進(jìn)電機(jī)的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動時, 電機(jī)各相繞組的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高, 反向電動勢越大。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。4步進(jìn)電機(jī)低速時可以正常運(yùn)轉(zhuǎn),但若高于一定速度就無法啟動,并伴有嘯叫聲。步進(jìn)電機(jī)有一個技術(shù)參數(shù)：空載啟動頻率, 即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率, 如果脈沖頻率高于該值, 電機(jī)不能正常啟動, 可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下, 啟動頻率應(yīng)更低。如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動, 脈沖頻率應(yīng)該有加速過程, 即啟動頻率較低, 然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機(jī)轉(zhuǎn)速