步进电机基础 |
步进电机是一个把电脉冲转换成离散的机械运动的装置，与其匹配的驱动器共同组成一个可控的步进电机运动系统，具有良好的数据控制特性。在接受来自控制器（PLC、单片机等可编程处理器）的工作指令（开关脉冲信号）时，其驱动器依据工作指令向定子绕组有序励磁，使定子内部建立一个实时响应的脉动的、非连贯性变化的磁场，并作用于周边带有很多小齿的转子，使转子产生旋转运动，即施加 一个脉冲，马达转动一步。在理想的情况下，其转子旋转的速度、累计旋转角度完全同步于控制器输入的脉冲频率及脉冲数，也就是说，在非超载的情况下，只要控制发出的脉冲频率和脉冲数，就能准确地控制步进电机的速度与停止的位置，而不受负载变化的影响。因此，只需在规定的时间内向步进电机运动系统提供有效的工作指令，转子将会被准确地驱动到设定的角度位置，在进一步的工作指令到来之前，始终保持在该位置。
步进电机的双向驱动、固有的刹车制动性能、可适当调整的输出扭矩、功率控制、精确的位置度、高分辨率、良好的数字交互界面，且仅采用开环控制即能达到良好的使用效果等是其显著的优势。而且与伺服系统、无刷直流电机相比，其单位体积输出功率大、转动惯量小、无漂流及起动峰涌现象、无位置累积误差等良好优点，是一种成本低廉的数字控制类电机。
正由于具备以上固有的优点，在众多领域已奠定了其应用地位，并被广泛应用于需要控制旋转角度、速度、位置和同步性的诸多领域，如办公室自动化、安防、医疗设备，纺织品机器、舞台灯光、贩卖机与售票机，机械自动化等。 |
选用步进电机时应注意以下几点：
1、一般应选用力矩比实际需要大50%~****的步进电机，因为步进电机不能过负载运行，即便是瞬间过载都可能造成失步、停转或不规则原地来回作动。
2、上位控制器输入的脉冲电流必须够大（一般要>10mA），以确保光电耦合器稳定导通，否则会导致步进电机失步；如果输入脉冲频率过高，会因个别脉冲接收不到，导致步进电机失步。
3、启动频率不应太高，应在启动程序中设置加速过程，即从规定的启动频率开始，加速到设定频率，否则就可能不稳定，甚至处于惰态。
4、电机如果未固定好，造成强烈共振，也会导致步进电机失步。
5、应了解步进电机的固有弱点：输入脉冲频率过高，易导致丢步；输入脉冲频率过低，易出现共振；转速偏高时扭矩降低明显。
6、应了解****型步进电机的性能，选用采用了****控制技术的****步进电机系统，****系统既可以使步进电机在高速状态下减少共振，还能通过减少步进电机反电动势的做法，增加电机在高速状态下的扭矩。 |
