步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)它的工作原理是利用電子電路將直流電變成分時供電的多相時序控制電流用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電步進(jìn)電機(jī)才能正常工作驅(qū)動器就是為步進(jìn)電機(jī)分時供電的多相時序控制器雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用但步進(jìn)電機(jī)并不能像普通的直流電機(jī)交流電機(jī)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(jìn)電機(jī)卻非易事它涉及到機(jī)械電機(jī)電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識 　 步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一, 廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)中隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增在各個國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用　　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)通俗一點(diǎn)講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（即步進(jìn)角）您可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的同時您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

1步進(jìn)電機(jī)的主要特點(diǎn)1．一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(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

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)速從低速升到高速） 　　5 步進(jìn)電機(jī)必須加驅(qū)動才可以運(yùn)轉(zhuǎn) 驅(qū)動信號必須為脈沖信號沒有脈沖的時候 步進(jìn)電機(jī)靜止 如果加入適當(dāng)?shù)拿}沖信號就會以一定的角度（稱為步角）轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動的速度和脈沖的頻率成正比

6 三相步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角度為7.5 度一圈360度 需要48個脈沖完成

7 步進(jìn)電機(jī)具有瞬間啟動和急速停止的優(yōu)越特性

8 改變脈沖的順序可以方便的改變轉(zhuǎn)動的方向因此目前打印機(jī)繪圖儀機(jī)器人等等設(shè)備都以步進(jìn)電機(jī)為動力核心

2步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的特點(diǎn)

（1）構(gòu)成步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器系統(tǒng)的專用集成電路

A脈沖分配器集成電路如三洋公司的PMM8713PMM8723PMM8714等

B包含脈沖分配器和電流斬波的控制器集成電路如SGS公司的L297L6506等

C只含功率驅(qū)動（或包含電流控制保護(hù)電路）的驅(qū)動器集成電路如日本新電元工業(yè)公司的MTD1110（四相斬波驅(qū)動）和MTD2001（兩相H橋斬波驅(qū)動）

D將脈沖分配器功率驅(qū)動電流控制和保護(hù)電路都包括在內(nèi)的驅(qū)動控制器集成電路如東芝公司的TB6560AHQMOTOROLA公司的SAA1042（四相）和ALLEGRO公司的UCN5804（四相）等

（2）細(xì)分驅(qū)動概述將電機(jī)固有步距角細(xì)分成若干小步的驅(qū)動方法稱為細(xì)分驅(qū)動細(xì)分是通過驅(qū)動器精確控制步進(jìn)電機(jī)的相電流實(shí)現(xiàn)的與電機(jī)本 身無關(guān)其原理是讓定子通電相電流并不一次升到位而斷電相電流并不一次降為0（繞組電流波形不再是近似方波而是N級近似階梯波）則定子繞組電流所 產(chǎn)生的磁場合力會使轉(zhuǎn)子有N個新的平衡位置（形成N個步距角）

3步進(jìn)電機(jī)分類

步進(jìn)電機(jī)分三種永磁式（PM） 反應(yīng)式（VR）和混合式（HB）永磁式步進(jìn)一般為兩相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)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在歐美等發(fā)達(dá)國家80年代已被淘汰混合式步進(jìn)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)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

4步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)

---優(yōu)點(diǎn)1． 電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度正比于脈沖數(shù)　　2． 電機(jī)停轉(zhuǎn)的時候具有最大的轉(zhuǎn)矩（當(dāng)繞組激磁時）　　3． 由于每步的精度在百分之三到百分之五而且不會將一步的誤差積累到下一步因而有較好的位置精度和運(yùn)動的重復(fù)性　　4． 優(yōu)秀的起停和反轉(zhuǎn)響應(yīng)　　5． 由于沒有電刷可靠性較高因此電機(jī)的壽命僅僅取決于軸承的壽命　　6． 電機(jī)的響應(yīng)僅由數(shù)字輸入脈沖確定因而可以采用開環(huán)控制這使得電機(jī)的結(jié)構(gòu)可以比較簡單而且控制成本　　7． 僅僅將負(fù)載直接連接到電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上也可以極低速的同步旋轉(zhuǎn)　　8． 由于速度正比于脈沖頻率因而有比較寬的轉(zhuǎn)速范圍---缺點(diǎn)　　1． 如果控制不當(dāng)容易產(chǎn)生共振　　2． 難以運(yùn)轉(zhuǎn)到較高的轉(zhuǎn)速　　3． 難以獲得較大的轉(zhuǎn)矩　　4． 在體積重量方面沒有優(yōu)勢能源利用率低　　5． 超過負(fù)載時會破壞同步高速工作時會發(fā)出振動和噪聲

5步進(jìn)電機(jī)基本術(shù)語

保持轉(zhuǎn)矩（ＨＯＬＤＩＮＧ　ＴＯＲＱＵＥ是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒有轉(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保持轉(zhuǎn)矩越大則電機(jī)帶負(fù)載能力越強(qiáng)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)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)

步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分技術(shù)實(shí)質(zhì)上是一種電子阻尼技術(shù)（請參考有關(guān)文獻(xiàn)）其主要目的是減弱或消除步進(jìn)電機(jī)的低頻振動提高電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)精度只是細(xì)分技術(shù)的一個附帶功能比如對于步進(jìn)角為1.8度的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)如果細(xì)分驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)置為４那么電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)分辨率為每個脈沖0.45度電機(jī)的精度能否達(dá)到或接近0.45度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

運(yùn)行矩頻特性是電機(jī)在某種測試條件下測得運(yùn)行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線 

實(shí)用公式轉(zhuǎn)速r/s）=脈沖頻率 /（電機(jī)每轉(zhuǎn)整步數(shù)*細(xì)分?jǐn)?shù)）

V電機(jī)轉(zhuǎn)速（R/S）P脈沖頻率（Hz）θe電機(jī)固有步距角m細(xì)分?jǐn)?shù)（整步為1半步為2）