步進(jìn)電機原理與問(wèn)答

　　為盡量提高電機的動(dòng)態(tài)性能，將信號分配、功率放大組成步進(jìn)電機的驅動(dòng)電源。我廠(chǎng)生產(chǎn)的SH系列二相恒流斬波驅動(dòng)電源與單片機及電機接線(xiàn)圖如下：

　　說(shuō)明：

　　CP 接CPU脈沖信號(負信號，低電平有效)

　　OPTO 接CPU+5V

　　FREE 脫機，與CPU地線(xiàn)相接，驅動(dòng)電源不工作

　　DIR 方向控制，與CPU地線(xiàn)相接，電機反轉

　　VCC 直流電源正端

　　GND 直流電源負端

　　A 接電機引出線(xiàn)紅線(xiàn)

　　接電機引出線(xiàn)綠線(xiàn)

　　B 接電機引出線(xiàn)黃線(xiàn)

　　接電機引出線(xiàn)藍線(xiàn)步進(jìn)電機一經(jīng)定型，其性能取決于電機的驅動(dòng)電源。步進(jìn)電機轉速越高，力距越大則要求電機的電流越大，驅動(dòng)電源的電壓越高。電壓對力矩影響如下：

　　4、細分驅動(dòng)器

　　在步進(jìn)電機步距角不能滿(mǎn)足使用的條件下，可采用細分驅動(dòng)器來(lái)驅動(dòng)步進(jìn)電機，細分驅動(dòng)器的原理是通過(guò)改變相鄰(A，B)電流的大小，以改變合成磁場(chǎng)的夾角來(lái)控制步進(jìn)電機運轉的。

　　四、步進(jìn)電機的應用

　　(一)步進(jìn)電機的選擇

　　步進(jìn)電機有步距角(涉及到相數)、靜轉矩、及電流三大要素組成。一旦三大要素確定，步進(jìn)電機的型號便確定下來(lái)了。

　　1、步距角的選擇

　　電機的步距角取決于負載精度的要求，將負載的最小分辨率(當量)換算到電機軸上，每個(gè)當量電機應走多少角度(包括減速)。電機的步距角應等于或小于此角度。目前市場(chǎng)上步進(jìn)電機的步距角一般有0.36度/0.72度(五相電機)、0.9度/1.8度(二、四相電機)、1.5度/3度(三相電機)等。

　　2、靜力矩的選擇

　　步進(jìn)電機的動(dòng)態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機的靜力矩。靜力矩選擇的依據是電機工作的負載，而負載可分為慣性負載和摩擦負載二種。單一的慣性負載和單一的摩擦負載是不存在的。直接起動(dòng)時(shí)(一般由低速)時(shí)二種負載均要考慮，加速起動(dòng)時(shí)主要考慮慣性負載，恒速運行進(jìn)只要考慮摩擦負載。一般情況下，靜力矩應為摩擦負載的2-3倍內好，靜力矩一旦選定，電機的機座及長(cháng)度便能確定下來(lái)(幾何尺寸)

　　3、電流的選擇

　　靜力矩一樣的電機，由于電流參數不同，其運行特性差別很大，可依據矩頻特性曲線(xiàn)圖，判斷電機的電流(參考驅動(dòng)電源、及驅動(dòng)電壓)

　　4、力矩與功率換算

　　步進(jìn)電機一般在較大范圍內調速使用、其功率是變化的，一般只用力矩來(lái)衡量，力矩與功率換算如下：

　　P= Ω·M Ω=2π·n/60 P=2πnM/60

　　其P為功率單位為瓦，Ω為每秒角速度，單位為弧度，n為每分鐘轉速，M為力矩單位為牛頓·米

　　P=2πfM/400(半步工作)

　　其中f為每秒脈沖數(簡(jiǎn)稱(chēng)PPS)

(二)、應用中的注意點(diǎn)

　　1、步進(jìn)電機應用于低速場(chǎng)合---每分鐘轉速不超過(guò)1000轉，(0.9度時(shí)6666PPS)，最好在1000-3000PPS(0.9度)間使用，可通過(guò)減速裝置使其在此間工作，此時(shí)電機工作效率高，噪音低。

　　2、步進(jìn)電機最好不使用整步狀態(tài)，整步狀態(tài)時(shí)振動(dòng)大。

　　3、由于歷史原因，只有標稱(chēng)為12V電壓的電機使用12V外，其他電機的電壓值不是驅動(dòng)電壓伏值，可根據驅動(dòng)器選擇驅動(dòng)電壓(建議：57BYG采用直流24V-36V，86BYG采用直流50V,110BYG采用高于直流80V)，當然12伏的電壓除12V恒壓驅動(dòng)外也可以采用其他驅動(dòng)電源，不過(guò)要考慮溫升。

　　4、轉動(dòng)慣量大的負載應選擇大機座號電機。

　　5、電機在較高速或大慣量負載時(shí)，一般不在工作速度起動(dòng)，而采用逐漸升頻提速，一電機不失步，二可以減少噪音同時(shí)可以提高停止的定位精度。

　　6、高精度時(shí)，應通過(guò)機械減速、提高電機速度,或采用高細分數的驅動(dòng)器來(lái)解決，也可以采用5相電機，不過(guò)其整個(gè)系統的價(jià)格較貴，生產(chǎn)廠(chǎng)家少，其被淘汰的說(shuō)法是外行話(huà)。

　　7、電機不應在振動(dòng)區內工作，如若必須可通過(guò)改變電壓、電流或加一些阻尼的解決。

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