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专题|步进电机文章集锦 - 编者按：步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。本专题主要介绍什么是步进电机以及步进电机的特性、相关典型技术、选型以及列举步进电机的相关应用，力求形成步进电机的文章集锦方便读者查阅。 步进电机简介步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。人们早在20世纪20年代就开始使用这种电机。随着嵌入式系统(例如打印机、磁盘驱动器、玩具、雨刷、震动寻呼机、机械手臂和录像机等)的日益流行，步进电机的使用也开始暴增。不论在工业、军事、医疗、汽车还是娱乐业中，只要需要把某件物体从一个位置移动到另一个位置，步进电机就一定能派上用场。步进电机有许多种形状和尺寸，但不论形状和尺寸如何，它们都可以归为两类：可变磁阻步进电机和永磁步进电机。其它相关介绍文章：步进电机问与答步进电机的基本原理步进电机的工作原理和部分拓展步进电机与辨异步进电机常见问题解答步进电机的工作原理步进电机的静态指标术语步进电机的主要特性步进电机的主要特性，除步距角和静态步距误外，其余均与驱动电源有很大关系。驱动电源性能好，步进电机的特性可得到明显改善。下面是步进电机的主要特性:(1)步距角和静态步距误差步进电机的步距角是决定开环伺服系统脉冲当量的重要参数，数控机床中常见的反应式步进电机的步距角一般为0.53；一般情况下，步距角越小，加工精度越高。静态步距误差指理论的步距角和实际的步距角之差，以分表示，一般在10之内。步距误差主要由步进电机齿距制造误差，定子和转子间气隙不均匀以及各相电磁转矩不均匀等因素造成的。步距误差直接影响工作的加工精度以及步进电机的动态特性。(2)启动频率空载时，步进电机由静止突然启动，并能不丢步地进入正常运行所允许的最高频率，称为启动频率或突跳频率。若启动时步进电机定子绕组通电状态变化频率大于启动频率，步进电机就不能正常启动。启动频率与负载惯量有关，一般说随着负载惯量的增长而下降。(3)连续运行的最高工作频率步进电机连续运行时，它所能接受的，即保证不丢步运行的极限频率, 称为最高工作频率。最高工作频率是决定定子绕组通电状态最高变化频率的参数，它决定了步进电机的最高转速。其值远大于启动频率。最高工作频率随负载的性质和大小而异，与驱动电源也有很大关系。(4)加减速特性步进电机的加减速特性是描述步进电机由静止到工作频率和由工作频率到静止的加减速过程中，定子绕组通电状态的变化频率与时间的关系。当要求步进电机启动到大于突跳频率的工作频率时，变化速度必须逐渐上升；同样,当要求步进电机从最高工作频率或高于突跳频率的工作频率停止时，变化速度必须逐渐下降。逐渐上升或下降的加速时间、减速时间不能过小，否则会出现失步或超步。一般用加速时间常数Ta和减速时间常数Td来描述步进电机的升速和降速特性(5)矩频特性与动态转矩矩频特性是描述步进电机连续稳定运行时，输出转矩Md与连续运行频率f之间的关系。矩频特性曲线上每一个频率所对应的转矩称为动态转矩。动态转矩随连续运行频率的上升而下降下。其它介绍性文章：步进电机的速度转矩特性步进电机和交流伺服电机性能比较步进电机与交流伺服电机的特点、区别是什么？步进电机和伺服电机的性能差异步进电机的技术作为一种把数字电脉冲信号转换成机械角位移的机电元件,步进电机具有控制简单、价格低、维护容易、定位精度高、无累积位置误差、可自锁、控制成本低等特点而得到广泛应用。但步进电机的性能依赖于驱动电路的控制方式。因此,研制性能优良的步进电机驱动器及智能化控制系统非常必要,而其目前在许多控制范围内仍是一个棘手的问题。因此,本栏目就是想通过对各种各样的步进电机控制方法的分析和研究,寻求制作和设计步进电机控制器的方法,以便做出满足工业和科研需要的步进电机控制器，也希望能给读者在设计时带来一定的参考价值。 典型技术文章：基于A3967SLB的步进电机细分驱动系统设计基于MSP430F149单片机实现的步进电机通用控制器步进电机多级细分驱动方法研究五相步进电机控制系统研究单片机与步进电机细分控制一个三相步进电机试验程序基于CPLD的混合式步进电机驱动器设计基于VC+的步进电机控制方法探讨步进电机的驱动技术步进电机升降速曲线控制方法步进电机技术问答步进电机的选型和维修 选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般地说最大静力矩Mjmax大的电机，负载力矩大。选择步进电机时，应使步距角和机械系统匹配，这样可以得到机床所需的脉冲当量。在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量，一是可以改变丝杆的导程，二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率，不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。选择功率步进电机时，应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率，使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量，使之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。我们通常见到的各类电机，内部都是有铁芯和绕组线圈的。绕组有电阻，通电会产生损耗，损耗大小与电阻和电流的平方成正比，这就是我们常说的铜损，如果电流不是标准的直流或正弦波，还会产生谐波损耗；铁心有磁滞涡流效应，在交变磁场中也会产生损耗，其大小与材料，电流，频率，电压有关，这叫铁损。铜损和铁损都会以发热的形式表现出来，从而影响电机的效率。步进电机一般追求定位精度和力矩输出，效率比较低，电流一般比较大，且谐波成分高，电流交变的频率也随转速而变化，因而步进电机普遍存在发热情况，且情况比一般交流电机严重。 其它相关文章：步进电机的类型步进电机的选用计算方法步进电机的发热问题步进电机的选用步进电机及其驱动器干扰问题解决措施步进电机发热问题及对策步进电机的应用 步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。电机总的回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速取决于输入脉冲频率。 步进电机是机电一体化产品中关键部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。广泛应用于机电一体化产品中，如：数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。 随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。典型应用文章:步进电机在包装机械中的应用单片机控制步进电机在灯光控制中的应用其它相关专题专题|电动机技术 查看所有专题自动化网最具影响力品牌投票专栏200