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步进电机基础知识 步进电机基础认识一 什么是步进电机?图片：电机不管怎么演变都是将电力转化为磁力然后带动转子旋转的装置，那么步进电机如何将电力转化为磁力带动转子旋转的呢，它又有何特性我们让我进入下面的学习。一 步进电机是如何转动起来的 下面我们看这样一副图片 图中ABC为三相线圈，转子分别由两对磁极构成1，3和2，4。当A相绕组通电时A相绕组产生的磁场吸引附近的磁极1，3使磁极1，3的磁场方向与A相绕组的磁场方向一致。当B相通电时B绕组将吸引附近的磁对极2，4是其磁场方向与B相一直，接下来是C相。当A,B,C相的绕组中的电流不断的轮流切换时，转子也就跟着定子转动起来了。 步进电机分为定子和转子两部分，其中定子又分为定子铁心和定子绕组。定子铁心由电工钢片叠压而成，其形状如图中所示。定子绕组是绕置在定子铁心6 个均匀分布的齿上的线圈，在直径方向上相对的两个齿上的线圈串联在一起，构成一相控制绕组。图的步进电机可构成三相控制绕组，故也称三相步进电机。若任一相绕组通电，便形成一组定子磁极，其方向即图中所示的NS 极。在定子的每个磁极上，即定子铁心上的每个齿上又开了5 个小齿，齿槽等宽，齿间夹角为9，转子上没有绕组，只有均匀分布的40 个小齿，齿槽也是等宽的，齿间夹角也是9，与磁极上的小齿一致。此外，三相定子磁极上的小齿在空间位置上依次错开1/3 齿距，如图当A 相磁极上的小齿与转子上的小齿对齐时，B 相磁极上的齿刚好超前(或滞后)转子齿1/3 齿距角，C 相磁极齿超前(或滞后)转子齿2/3 齿距角。 通常电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。二 步机电机分类步进电机分三种：永磁式（PM） ，反应式（VR）和混合式（HB） 永磁式步进电机（PM），是由磁性转子铁芯通过与由定子产生的脉冲电磁场相互作用而产生转动。永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度。电机里有转子和定子两部分：可以是定子是线圈，转子是永磁铁；也可以是定子是永磁铁，转子是线圈。应用领域：永磁式步进电机主要应用于计算机外部设备、摄影系统、光电组合装置、阀门控制、核反应堆、银行终端、数控机床、自动绕线机、电子钟表及医疗设备等领域中。相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。在开发板中配套的步进电机28BYJ-48就属于永磁式步进电机。反应式步进电机工作原理比较简单，转子上均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。电机的位置和速度由导电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。市场上一般以二、三、四、五相的反应式步进机居多。 混合式步进电机，集成了反应式和永磁式步进电机的优点。它又分为两相、三相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度，混合式步进电机随着相数（通电绕组数）的增加，步进角减小，精度提高，这种步进电机的应用最为广泛。4 步进电机的基本特性(1) 步距角。步进电机的步距角是反映步进电机定子绕组的通电状态每改变一次，转子转过的角度。它是决定步进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1.8度。步距角越小，数控机床的控制精度越高。(2) 矩角特性、最大静态转矩Mjmax 和启动转矩Mq。矩角特性是步进电机的一个重要特性，它是指步进电机产生的静态转矩与失调角的变化规律。(3) 启动频率fq。空载时，步进电机由静止突然启动，并进入不丢步的正常运行所允许的最高频率，称为启动频率或突跳频率。若启动时频率大于突跳频率，步进电机就不能正常启动。空载启动时，步进电机定子绕组通电状态变化的频率不能高于该突跳频率。(4) 连续运行的最高工作频率fmax。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。它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。(5)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，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。逐渐上升和下降的加速时间、减速时间不能过小，否则会出现失步或超步。我们用加速时间常数Ta 和