#步進電機和交流伺服電機性能比較

1、步進電機和交流伺服電機性能比較步進電機是一種離散運動的裝置，它和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進電機的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，交流伺服電機也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢，運動控制系統(tǒng)中大多采用步進電機或全數(shù)字式交流伺服電機作為執(zhí)行電動機。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號），但在使用性能和應(yīng)用場合上存在著較大的差異?，F(xiàn)就二者的使用性能作一比較。一、控制精度不同兩相混合式步進電機步距角一般為3.6°、1.8°，五相混合式步進電機步距角一般為0.72°、0.36°。也

2、有一些高性能的步進電機步距角更小。如四通公司生產(chǎn)的一種用于慢走絲機床的步進電機，其步距角為0.09°德國百格拉公司（BERGERAHR生產(chǎn)的三相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關(guān)設(shè)置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了兩相和五相混合式步進電機的步距角。交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以松下全數(shù)字式交流伺服電機為例，對于帶標(biāo)準(zhǔn)2500線編碼器的電機而言，由于驅(qū)動器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當(dāng)量為360°/1

3、0000=0.036°。對于帶17位編碼器的電機而言，驅(qū)動器每接收217=131072個脈沖電機轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當(dāng)量為360°/131072=9.89秒。是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當(dāng)量的1/655。二、低頻特性不同步進電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。振動頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機器的正常運轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進電機工作在低速時，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象，比如在電機上加阻尼器，或驅(qū)動器上采用細(xì)分技術(shù)等。交流伺服電機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時也不會出現(xiàn)振動

4、現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能（FFT,可檢測出機械的共振點，便于系統(tǒng)調(diào)整。三、矩頻特性不同步進電機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300600RPM交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為2000RPM或3000RPM以內(nèi),都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。四、過載能力不同步進電機一般不具有過載能力。交流伺服電機具有較強的過載能力。以松下交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的三倍，可用于克服慣性負(fù)載在啟動瞬間的慣性力矩。步進電機因為沒有這種

5、過載能力，在選型時為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機，而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費的現(xiàn)象。五、運行性能不同步進電機的控制為開環(huán)控制，啟動頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問題。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會出現(xiàn)步進電機的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。六、速度響應(yīng)性能不同步進電機從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要200400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以松下MSMA400V交流伺服

6、電機為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒,可用于要求快速啟停的控制場合。綜上所述，交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進電機。但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進電機來做執(zhí)行電動機。所以，在控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C。步進電機控制概述步進電機系統(tǒng)可分為兩大部分，即：步進電機+驅(qū)動器。在上圖中控制系統(tǒng)還不完整，還要有脈沖信號源整個步進電機系統(tǒng)才能運轉(zhuǎn)起來。=11在實際中，步進電機驅(qū)動器要求的控制信號要復(fù)雜一些，舉例如下:驅(qū)動器要求的脈沖信號一般為TTL電平兼容的方波信號，而步距角選擇和電機使能信號為TTL電平信號。朋*仲二示丁屮初齢

7、涼總i觀心定T由皿莊皿呀揚廈用普通脈沖頻率發(fā)生器可對步進電機進行速度控制（手工調(diào)節(jié)脈沖頻率輸岀旋鈕），但它不能精確控制所輸岀的脈沖數(shù)，也就不的旋轉(zhuǎn)角度。根據(jù)應(yīng)用需要，用戶可用6020系列板卡組成更復(fù)雜的步進電機控制系統(tǒng)，如下圖：上位機：上位機（工業(yè)PC通過控制軟件對電機控制卡進行讀寫操作，可向控制卡發(fā)送位置、速度、加速度命令。步進電機控制卡：控制卡根據(jù)主機的命令產(chǎn)生脈沖序列，脈沖個數(shù)（位置）、頻率（速度）及頻率變化率（加速度）均受主機控步進電機驅(qū)動器：步進電機驅(qū)動器根據(jù)接收到的脈沖信號，產(chǎn)生多拍節(jié)脈沖驅(qū)動信號控制步進電機旋轉(zhuǎn)。應(yīng)用范圍：步進電機控制系統(tǒng)比伺服系統(tǒng)要經(jīng)濟，它適用于不需要位置反饋的

8、場合。1. 什么是步進電機？步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。通俗一點講：當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（及步進角）。您可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準(zhǔn)確定位的目的；同時您可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。2. 步進電機分哪幾種？步進電機分三種：永磁式（PM，反應(yīng)式（VR和混合式（HB永磁式步進一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進角一般為7.5度或15度；反應(yīng)式步進一般為三相，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸岀，步進角一般為1.5度，但噪聲和振動都很大。在歐美等發(fā)達國家80年代已被淘汰；混合式步進是指混合了

9、永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點。它又分為兩相和五相：兩相步進角一般為1.8度而五相步進角一般為0.72度。這種步進電機的應(yīng)用最為廣泛。3. 什么是保持轉(zhuǎn)矩（HOLDINGTORQUE?保持轉(zhuǎn)矩（HOLDINGTORQUE是指步進電機通電但沒有轉(zhuǎn)動時，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。它是步進電機最重要的參數(shù)之一，通常步進電機在低速時的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。由于步進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(zhuǎn)矩就成為了衡量步進電機最重要的參數(shù)之一。比如，當(dāng)人們說2N.m的步進電機，在沒有特殊說明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為2N.m的步進電機。4. 什么是DETENTTORQUE?DETENTTO

10、RQU是指步進電機沒有通電的情況下，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。DETENTTORQU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)式步進電機的轉(zhuǎn)子不是永磁材料，所以它沒有DETENTTORQUE5. 步進電機精度為多少？是否累積?一般步進電機的精度為步進角的3-5%，且不累積。6. 步進電機的外表溫度允許達到多少?步進電機溫度過高首先會使電機的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此電機外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機磁性材料的退磁點；一般來講，磁性材料的退磁點都在攝氏130度以上，有的甚至高達攝氏200度以上，所以步進電機外表溫度在攝氏80-90度完全正常。7. 為什么步進電機的力

11、矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降?當(dāng)步進電機轉(zhuǎn)動時，電機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. 為什么步進電機低速時可以正常運轉(zhuǎn),但若高于一定速度就無法啟動,并伴有嘯叫聲?步進電機有一個技術(shù)參數(shù)：空載啟動頻率，即步進電機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。如果要使電機達到高速轉(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（電機轉(zhuǎn)速從低速升到高速）。9. 如何克服兩相混合式步進電機在

12、低速運轉(zhuǎn)時的振動和噪聲?步進電機低速轉(zhuǎn)動時振動和噪聲大是其固有的缺點，一般可采用以下方案來克服：A. 如步進電機正好工作在共振區(qū)，可通過改變減速比等機械傳動避開共振區(qū)；采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動器，這是最常用的、最簡便的方法；B. 換成步距角更小的步進電機，如三相或五相步進電機；C. 換成交流伺服電機，幾乎可以完全克服震動和噪聲，但成本較高；D. 在電機軸上加磁性阻尼器，市場上已有這種產(chǎn)品，但機械結(jié)構(gòu)改變較大。10. 細(xì)分驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù)是否能代表精度?步進電機的細(xì)分技術(shù)實質(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電機的低頻振動，提高電機的運轉(zhuǎn)精度只是細(xì)分技術(shù)的一個附帶功能

13、。比如對于步進角為1.8°的兩相混合式步進電機，如果細(xì)分驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)置為4，那么電機的運轉(zhuǎn)分辨率為每個脈沖0.45°，電機的精度能否達到或接近0.45°，還取決于細(xì)分驅(qū)動器的細(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. 四相混合式步進電機與驅(qū)動器的串聯(lián)接法和并聯(lián)接法有什么區(qū)別?四相混合式步進電機一般由兩相驅(qū)動器來驅(qū)動，因此，連接時可以采用串聯(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(zhuǎn)速較的場合使用，此時需要的驅(qū)動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(zhuǎn)速較高的場合

14、使用（又稱高速接法），所需要的驅(qū)動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. 如何確定步進電機驅(qū)動器的直流供電電源?A. 電壓的確定混合式步進電機驅(qū)動器的供電電源電壓一般是一個較寬的范圍（比如IM483的供電電壓為1248VDQ，電源電壓通常根據(jù)電機的工作轉(zhuǎn)速和響應(yīng)要求來選擇。如果電機工作轉(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)動器的最大輸入電壓，否則可能損壞驅(qū)動器。B. 電流的確定供電電源電流一般根據(jù)驅(qū)動器的輸出相電流I來確定。如果采用線性電源，電源電流一般可取I的1.11.3倍；如果采用開關(guān)電源，電源電流一般可取I的1.52.0倍。13. 混

15、合式步進電機驅(qū)動器的脫機信號FREEH般在什么情況下使用？當(dāng)脫機信號FREE為低電平時，驅(qū)動器輸岀到電機的電流被切斷，電機轉(zhuǎn)子處于自由狀態(tài)（脫機狀態(tài)）。在有些自動化設(shè)備中，如果在驅(qū)動器不斷電的情況下要求直接轉(zhuǎn)動電機軸（手動方式），就可以將FREE言號置低，使電機脫機，進行手動操作或調(diào)節(jié)。手動完成后，再將FREE言號置高，以繼續(xù)自動控制。14. 如果用簡單的方法調(diào)整兩相步進電機通電后的轉(zhuǎn)動方向？進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉(zhuǎn)過一個步距角。這一線性

16、關(guān)系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進電機來控制變的非常的簡單。雖然步進電機已被廣泛地應(yīng)用，但步進電機并不能象普通的直流電機，交流電機在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進電機卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業(yè)知識。目前，生產(chǎn)步進電機的廠家的確不少，但具有專業(yè)技術(shù)人員，能夠自行開發(fā)，研制的廠家卻非常少，大部分的廠家只一、二十人，連最基本的設(shè)備都沒有。僅僅處于一種盲目的仿制階段。這就給戶在產(chǎn)品選型、使用中造成許多麻煩。簽于上述情況，我們決定以廣泛的感應(yīng)子式步進電機為例。敘述其基

17、本工作原理。望能對廣大用戶在選型、使用、及整機改進時有所幫助。二、感應(yīng)子式步進電機工作原理（一）反應(yīng)式步進電機原理由于反應(yīng)式步進電機工作原理比較簡單。下面先敘述三相反應(yīng)式步進電機原理。1、結(jié)構(gòu):電機轉(zhuǎn)子均勻分布著很多小齒，定子齒有三個勵磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉(zhuǎn)子齒軸線錯開。0、1/3疋、2/3T,（相鄰兩軸子齒軸線間的距離為齒距以疋表示），即A與齒1相對齊，B與齒2向右錯開1/3T，C與齒3向右錯開2/3T，A'與齒5相對齊，（A'就是A，齒5就是齒1）下面是定轉(zhuǎn)子的展開圖：2、旋轉(zhuǎn)：如A相通電，B，C相不通電時，由于磁場作用，齒1與A對齊，（轉(zhuǎn)子不受任何力以下均同）。如

18、B相通電，A，C相不通電時，齒2應(yīng)與B對齊，此時轉(zhuǎn)子向右移過1/3疋，此時齒3與C偏移為1/3疋，齒4與A偏移（T-1/3T）=2/3疋。如C相通電，AB相不通電，齒3應(yīng)與C對齊，此時轉(zhuǎn)子又向右移過1/3疋，此時齒4與A偏移為1/3T對齊。如A相通電，B，C相不通電，齒4與A對齊，轉(zhuǎn)子又向右移過1/3T這樣經(jīng)過A、B、CA分別通電狀態(tài)，齒4（即齒1前一齒）移到A相，電機轉(zhuǎn)子向右轉(zhuǎn)過一個齒距,如果不斷地按A，B,C,A通電，電機就每步（每脈沖）1/3T,向右旋轉(zhuǎn)。如按A，C,B,A通電，電機就反轉(zhuǎn)。由此可見：電機的位置和速度由導(dǎo)電次數(shù)（脈沖數(shù)）和頻率成一一對應(yīng)關(guān)系。而方向由導(dǎo)電順序決定。不過，出

19、于對力矩、平穩(wěn)、噪音及減少角度等方面考慮。往往采用A-AB-B-BCC-CA-A這種導(dǎo)電狀態(tài)，這樣將原來每步1/3疋改變?yōu)?/6疋。甚至于通過二相電流不同的組合，使其1/3疋變?yōu)?/12T,1/24T，這就是電機細(xì)分驅(qū)動的基本理論依據(jù)。不難推出：電機定子上有m相勵磁繞阻，其軸線分別與轉(zhuǎn)子齒軸線偏移1/m,2/m（m-1）/m,1。并且導(dǎo)電按一定的相序電機就能正反轉(zhuǎn)被控制一一這是步進電機旋轉(zhuǎn)的物理條件。只要符合這一條件我們理論上可以制造任何相的步進電機，岀于成本等多方面考慮，市場上一般以二、三、四、五相為多。3、力矩：電機一旦通電，在定轉(zhuǎn)子間將產(chǎn)生磁場（磁通量）當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子錯開一定角度產(chǎn)生力F與

20、（d/d0）成正比其磁通量=Br*SBr為磁密，S為導(dǎo)磁面積F與L*D*Br成正比L為鐵芯有效長度，D為轉(zhuǎn)子直徑Br=NI/RN-I為勵磁繞阻安匝數(shù)（電流乘匝數(shù)）R為磁阻。力矩=力*半徑力矩與電機有效體積*安匝數(shù)*磁密成正比（只考慮線性狀態(tài)）因此，電機有效體積越大，勵磁安匝數(shù)越大，定轉(zhuǎn)子間氣隙越小，電機力矩越大，反之亦然二）感應(yīng)子式步進電機1、特點:感應(yīng)子式步進電機與傳統(tǒng)的反應(yīng)式步進電機相比，結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)子加有永磁體，以提供軟磁材料的工作點，而定子激磁只需提供變化的磁場而不必提供磁材料工作點的耗能，因此該電機效率高，電流小，發(fā)熱低。因永磁體的存在，該電機具有較強的反電勢，其自身阻尼作用比較好，使其

21、在運轉(zhuǎn)過程中比較平穩(wěn)、噪音低、低頻振動小。感應(yīng)子式步進電機某種程度上可以看作是低速同步電機。一個四相電機可以作四相運行，也可以作二相運行。（必須采用雙極電壓驅(qū)動），而反應(yīng)式電機則不能如此。例如：四相，八相運行（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A）完全可以采用二相八拍運行方式.不難發(fā)現(xiàn)其條件為C=L,D=Ei一個二相電機的內(nèi)部繞組與四相電機完全一致，小功率電機一般直接接為二相，而功率大一點的電機，為了方便使用，靈活改變電機的動態(tài)特點，往往將其外部接線為八根引線（四相），這樣使用時，既可以作四相電機使用，可以作二相電機繞組串聯(lián)或并聯(lián)使用。2、分類感應(yīng)子式步進電機以相數(shù)可分為：二相電機、三相

22、電機、四相電機、五相電機等。以機座號（電機外徑）可分為：42BYG（BY為感應(yīng)子式步進電機代號）、57BYG86BYG110BYG（國際標(biāo)準(zhǔn)），而像70BYG90BYG130BYG?均為國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。3、步進電機的靜態(tài)指標(biāo)術(shù)語相數(shù)：產(chǎn)生不同對極NS磁場的激磁線圈對數(shù)。常用m表示。拍數(shù)：完成一個磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用n表示，或指電機轉(zhuǎn)過一個齒距角所需脈沖數(shù)，以四相電機為例，有四相四拍運行方式即AB-BC-CD-DA-AB四相八拍運行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.步距角：對應(yīng)一個脈沖信號，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用B表示。9=360度（轉(zhuǎn)子齒數(shù)J*運行拍數(shù)），以常規(guī)二、四

23、相，轉(zhuǎn)子齒為50齒電機為例。四拍運行時步距角為9=360度/（50*4）=1.8度（俗稱整步），八拍運行時步距角為9=360度/（50*8）=0.9度（俗稱半步）。定位轉(zhuǎn)矩：電機在不通電狀態(tài)下，電機轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩（由磁場齒形的諧波以及機械誤差造成的）靜轉(zhuǎn)矩：電機在額定靜態(tài)電作用下，電機不作旋轉(zhuǎn)運動時，電機轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。此力矩是衡量電機體積（幾何尺寸）的標(biāo)準(zhǔn)，與驅(qū)動電壓及驅(qū)動電源等無關(guān)。雖然靜轉(zhuǎn)矩與電磁激磁安匝數(shù)成正比，與定齒轉(zhuǎn)子間的氣隙有關(guān)，但過份采用減小氣隙，增加激磁安匝來提高靜力矩是不可取的，這樣會造成電機的發(fā)熱及機械噪音。4、步進電機動態(tài)指標(biāo)及術(shù)語：1、步距角精度：步進電機每轉(zhuǎn)過一

24、個步距角的實際值與理論值的誤差。用百分比表示：誤差/步距角*100%。不同運行拍數(shù)其值不同，四拍運行時應(yīng)在5%之內(nèi)，八拍運行時應(yīng)在15%以內(nèi)。2、失步：電機運轉(zhuǎn)時運轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。稱之為失步。3、失調(diào)角：轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機運轉(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)動是不能解決的4、最大空載起動頻率：電機在某種驅(qū)動形式、電壓及額定電流下，在不加負(fù)載的情況下，能夠直接起動的最大頻率。5、最大空載的運行頻率：電機在某種驅(qū)動形式，電壓及額定電流下，電機不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。6、運行矩頻特性：電機在某種測試條件下測得運行中輸岀力矩與頻率關(guān)系的曲線稱為運行矩頻特性，

25、這是電機諸多動態(tài)曲線中最重要的，也是電機選擇的根本依據(jù)。如下圖所示:力拒其它特性還有慣頻特性、起動頻率特性等。電機一旦選定，電機的靜力矩確定，而動態(tài)力矩卻不然，電機的動態(tài)力矩取決于電機運行時的平均電流（而非靜態(tài)電流），平均電流越大，電機輸岀力矩越大，即電機的頻率特性越硬。如下圖所示:其中，曲線3電流最大、或電壓最高；曲線1電流最小、或電壓最低，曲線與負(fù)載的交流為負(fù)載的最大速度點。要使平均電流大，盡可能提高驅(qū)動電壓，使采用小電感大電流的電機7、電機的共振點：步進電機均有固定的共振區(qū)域，二、四相感應(yīng)子式步進電機的共振區(qū)一般在180-250pps之間（步距角1.8度）或在400pps左右（步距角為0

26、.9度），電機驅(qū)動電壓越高，電機電流越大，負(fù)載越輕，電機體積越小，則共振區(qū)向上偏移，反之亦然，為使電機輸岀電矩大，不失步和整個系統(tǒng)的噪音降低，一般工作點均應(yīng)偏移共振區(qū)較多。&電機正反轉(zhuǎn)控制:當(dāng)電機繞組通電時序為AB-BC-CD-DA或(AB-AE）時為正轉(zhuǎn)，通電時序為）時為反轉(zhuǎn)DA-CA-BC-AB或(）、驅(qū)動控制系統(tǒng)組成1、脈沖信號的產(chǎn)生。脈沖信號一般由單片機或CP產(chǎn)生，一般脈沖信號的占空比為左右，電機轉(zhuǎn)速越高，占空比則越大。2、信號分配我廠生產(chǎn)的感應(yīng)子式步進電機以二、四相電機為主，二相電機工作方式有二相四拍和二相八拍二種，具體分配如下：二相四拍為代!*占Ek卷匕疾洋甘步距角為1.8

27、度；二相八拍為步距角為0.9度。四相電機工作方式也有二種，四相四拍為AB-BC-CD-DA-AB步距角為1.8度；四相八拍為AB-B-BC-C-CD-D-AB,（步距角為0.9度）。3、功率放大功率放大是驅(qū)動系統(tǒng)最為重要的部分。步進電機在一定轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩取決于它的動態(tài)平均電流而非靜態(tài)電流（而樣本上的電流均為靜態(tài)電流）。平均電流越大電機力矩越大，要達到平均電流大這就需要驅(qū)動系統(tǒng)盡量克服電機的反電勢。因而不同的場合采取不同的的驅(qū)動方式，到止，驅(qū)動方式一般有以下幾種：恒壓、恒壓串電阻、高低壓驅(qū)動、恒流、細(xì)分線等。為盡量提高電機的動態(tài)性能，將信號分配、功率放大組成步進電機的驅(qū)動電源。我廠生產(chǎn)的SH系列

28、二相恒流斬波驅(qū)動電源與單片機及電機接線圖如下：單片機或:p脈沖信號TJ-CPA中。JFREEBDIRBVCCGNDiii紅_oOi"i+5V地Zj1藍(lán)說明：CP接CP脈沖信號（負(fù)信號，低電平有效）OPTO接CPU+5VFREEFREE脫機，與CPI地線相接，驅(qū)動電源不工作DIR方向控制，與CPU地線相接，電機反轉(zhuǎn)VCC直流電源正端GND直流電源負(fù)端AA接電機引岀線紅線接電機引岀線綠線B接電機引岀線黃線B接電機引岀線藍(lán)線步進電機一經(jīng)定型，其性能取決于電機的驅(qū)動電源。步進電機轉(zhuǎn)速越高，力距越大則要求電機的電流越大，驅(qū)動電源的電壓越高。電壓對力矩影響如下：力矩高壓頻率細(xì)分驅(qū)動器在步進電機步

29、距角不能滿足使用的條件下，可采用細(xì)分驅(qū)動器來驅(qū)動步進電機，細(xì)分驅(qū)動器的原理是通過改變相鄰（A，B）電流的大小，以改變合成磁場的夾角來控制步進電機運轉(zhuǎn)的?？梢灾v細(xì)分驅(qū)動器是將脈沖拍數(shù)進行細(xì)分或?qū)⑿D(zhuǎn)磁場進行數(shù)字化處理。是將磁場進行細(xì)分，其控制精度取決于步進電機自身精度的高低。不過也可根據(jù)不同廠家的步進電機進行修正，但這不是一般驅(qū)動器生產(chǎn)廠家所能做到的。因此細(xì)分驅(qū)動器往往用在減少噪音和提高電機軸輸岀的平穩(wěn)性上。細(xì)分驅(qū)動細(xì)分?jǐn)?shù)是指將整步細(xì)分成多少個微步。例如：一只1.8度/0.9度的電機，采用10細(xì)分的驅(qū)動器后，此時步距角為1.8度/10=0.18度。（四）步進電機的應(yīng)用（一）步進電機的選擇步進電機有步距角（涉及到相數(shù)）、靜轉(zhuǎn)矩、及電流三大要素組成。一旦三大要素確定，步進電機的型號便確定下來了。1、步距角的選擇電機的步距角取決于負(fù)載精度的要求，將負(fù)載的最小分辨率（當(dāng)量）換算到電機軸上，每個當(dāng)量電機應(yīng)走多少角度（包括減速）。電機的步距角應(yīng)等于或小于此角度。目前市場上步進電機的步距角一般有0.36度/0.72度（五相電機）、0.9度/1.8度（二、四相電機）、1.5度13度（三相電機）等。2、靜力矩的選擇步進電機的動態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機的靜力矩。靜力矩選擇的依據(jù)是電機工作的負(fù)載，而負(fù)載可分為慣性負(fù)載和摩擦負(fù)載二種。單一的慣性負(fù)載和單一的摩擦負(fù)載是不存在的。直接起動時（