步进电机型号、参数、选择版_物理_自然科学_专业资料。步进电机及驱动器知识讲座 . 主要内容 一、步进电动机简介 二、驱动器简介 三、电机选型计算方法 四、计算例题 五、雷赛步进驱动器的命名方法 六、雷赛驱动器产品线介绍 七、电机接线 八、评

　　步进电机及驱动器知识讲座 . 主要内容 一、步进电动机简介 二、驱动器简介 三、电机选型计算方法 四、计算例题 五、雷赛步进驱动器的命名方法 六、雷赛驱动器产品线介绍 七、电机接线 八、评判步进系统好坏的依据 九、使用过程中常见问题及原因分析 十、步进驱动系统的常见问题 （FAQ) 十一、步进电动机与交流伺服电动机的性能比较 十二、驱动器产品测试对比 . 一、步进电动机简介 1. 步进电动机的历史 2. 步进电动机的定义 3. 步进电动机的工作原理 4. 步进电动机的机座号 5. 步进电动机构造 6. 步进电动机主要参数 7. 步进电动机的特点 . 一、步进电动机简介 1. 步进电动机的历史：德国百格拉于1973年发明了五相混 合式步进电机及其驱动器；1993年又推出了性能更加优越的三相 混合式步进电机。我国在80年代以前，一直是反应式步进电机占 统治地位，混合式步进电机是80年代后期才开始发展。 2. 步进电动机的定义：是一种专门用于速度和位置控制的 特种电机，它旋转是以固定的角度（称为步距角）一步一步运行 的，故称步进电机。 3. 步进电动机的工作原理 以单极性电机为例来解释 工作原理 . . . . . . . 4. 步进电动机的机座号：主要有35、39、42、57、86、110等 5. 步进电动机构造：由转子（转子铁芯、永磁体、转轴、滚珠 轴承），定子（绕组、定子铁芯），前后端盖等组成。典型两相 混合式步进电机的定子有8个大齿，40个小齿，转子有50个小齿； 三相电机的定子有9个大齿，45个小齿，转子有50个小齿。 电动机构造图 . 转轴成平行方向的断面图 6. 步进电动机主要参数 ① 步进电机的相数：是指电机内部的线圈组数，目前常用的有 两相、三相、五相步进电机。 ② 拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态，用m 表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数。 ③ 保持转矩：是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子 的力矩。 ④ 步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移。 ⑤ 定位转矩：电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩。 ⑥ 失步：电机运转时运转的步数，不等于理论上的步数。 ⑦ 失调角：转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度，电机运转必存在 失调角，由失调角产生的误差，采用细分驱动是不能解决的。 ⑧ 运行矩频特性：电机在某种测试条件下测得运行中输出力矩与 频率关系的曲线. 步进电机的特点 ① 一般步进电机的精度为步距角的3-5%，且不累积； ② 步进电机外表允许的温度取决于不同电机磁性材料的退磁点； ③ 步进电机的力矩会随转速的升高而下降（U=E+L(di/dt)+I*R） 矩频特性曲线 . ④ 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。 步进电机的起步速度一般在10~100RPM，伺服电机的起步 速度一般在100~300RPM。根据电机大小和负载情况而定， 大电机一般对应较低的起步速度。 ⑤ 低频振动特性：步进电动机以连续的步距状态边移动边重复 运转。其步距状态的移动会产生1 步距响应。 1 步距响应图. 电机驱动电压越高，电机电流越大，负载越轻，电机体积越小， 则共振区向上偏移，反之亦然。步进电机低速转动时振动和噪声 大是其固有的缺点，克服两相混合式步进电机在低速运转时的振 动和噪声方法： a. 通过改变减速比等机械传动避开共振区； b. 采用带有细分功能的驱动器； c. 换成步距角更小的步进电机； d. 选用电感较大的电机 e. 换成交流伺服电机，几乎可以完全克服震动和噪声，但成本高； f. 采用小电流、低电压来驱动。 g. 在电机轴上加磁性阻尼器； ⑥ 中高频稳定性 电机的固有频率估算值： f0 1 2 ZrTk J 式中：Zr为转子齿数；Tk为电机负载转矩. ；J为转子转动贯量 二、步进驱动器简介 1. 恒流驱动 2. 单极性驱动 3. 双极性驱动 4. 微步驱动 5. 步进电动机的闭环伺服控制 6. 导通和截止时的电机绕组电流和电压的关系 7. 电压和电流与转速、转矩的关系 . 二、两相步进电机步进驱动器简介 步进驱动器：是一种能使步进电机运转的功率放大器，能把控制器 发来的脉冲信号转化为步进电机的角位移，电机的转速与脉冲频率 成正比，所以控制脉冲频率可以调速，控制脉冲数就可以 定位。两相步进电机 电机控制原. 理图 1. 恒流驱动 恒流控制的基本思想是通过控制主 电路中MOSFET的导通时间，即调节 MOSFET触发信号的脉冲宽度，来达 到控制输出驱动电压进而控制电机 绕组电流的目的。 H桥恒频斩波恒相流驱动电路原理框图 . 电流PWM细分驱动电路示意图 2. 单极性驱动 单极性驱动原理图 3. 双极性驱动 . 双极性驱动原理图 4. 微步驱动 微步驱动技术是一种电流波形控制技术。其基本思想是控制每相绕 组电流的波形，使其阶梯上升或下降，即在0和值之间给出多 个稳定的中间状态，定子磁场的旋转过程中也就有了多个稳定的中 间状态，对应于电机转子旋转的步数增多、步距角减小。采用细分 驱动技术可以大大提高步进电机的步矩分辨率，两相步进电机减小转矩波动，避 免低频共振及降低运行噪声 步进电动机微步驱动电路基本结构框图 . 步距角：控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。 电机固有步距角 所用驱动器类型及工作状态 0.9°/1.8° 驱动器工作在半步状态 0.9°/1.8° 0.9°/1.8° 驱动器工作在5细分状态 驱动器工作在10细分状态 0.9°/1.8° 驱动器工作在20细分状态 0.9°/1.8° 驱动器工作在40细分状态 电机运行时的线° 实用公式：转速(r
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