步进电机相关知识

 

 1、步进电机：是一种将电脉冲转化为角位移或线位移的执行机构。其特点是没有积累误差
（精度为100%），广泛应用于各种开环控制。
2、步进电机分类：永磁式（PM），反应式（VR），混合式（HB）。
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、精度：为步进角的3～5%，且不累积。
5、细分驱动器：是通过改变相邻（A，B）电流的大小，以改变合成磁场的夹角来控制步进
电机的运转的。细分功能完全是由驱动器靠精确控制电机的相电流所产生的，与电机无
关。
   对于2，4相电机，细分后的步距角等于电机的整步步距角除以细分数。
   对于3相反应式电机，细分后的步距角等于电机的半步步距角除以细分数。
6、步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移用θ表示。 0.9°/1.8°（表示半
步工作时为0.9°，整步工作时为1.8°）此步距角为电机固有步距角。
7、相数：产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。常用m表示。
8、失步：电机运转时运转的步数，不等于理论上的步数。称之为失步。
9、最大空载起动频率：电机在某种驱动形式、电压及额定电流下，在不加负载的情况下，
能够直接起动的最大频率。
10、最大空载运行频率：电机在某种驱动形式，电压及额定电流下，电机不带负载的最高
转速频率。
11、步进电机最好不使用整步状态，整步状态时振动大。
12、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。方向由导电顺序决
定。控制步进脉冲信号的频率，可以对电机进行精确调速；控制步进脉冲的个数，可以对
电机进行精确定位。
13、步进电机驱动器：是把计算机控制系统提供的弱信号放大为步进电机能够接受的强电
流信号。
14、拍数：是完成一个磁场周期性变化所需脉冲数。指电机转过一个齿距角所需脉冲数。
15、脱机信号free：此信号为选用信号，并不是必须要用的，只有在一些特殊情况下使
用，此端为低电平有效，这时电机处于无力矩状态；此端为高电平或悬空不接时此功能无
效，电机可正常运行，此功能若用户不采用，只需将此端悬空即可。
16、CP脉冲宽度一般要求不小于2us。
17、CP电平方式：对于共阳接法的驱动器要求为负脉冲方式，脉冲状态为低电平，无脉冲
时为高电平；
对于共阴接法的驱动器要求为正脉冲方式，脉冲状态为高电平，无脉冲时为低电平。
18、dir信号：一定要在电机降速停止后再换向。
19、步进电机在启动时，必须有升速过程；在停止时必须有降速过程，一般来说升速过程
和降速过程规律相同。特例：步进电机运行速度不超过突跳频率，这时不存在升降速问
题。
20、自动半电流功能：驱动机在步进脉冲信号停止施加2S左右，会自动进入半电流状态，
这时电机相电流为运行时的一半，以减少功耗和保护电机。
21、细分优点：完全消除了电机的低频振荡。
22、步进电机的工作性能在很大程度上取决于所使用的驱动电路的类型和参数。
23、常用的有两相，四相混合式步进电机。
24、电机是有内阻的感性负载。
25、步进电机驱动方式：恒压，恒流，恒流斩波，使同样电机输出更大速度和功率。
26、步进电机启动：a、低初速度，低加速度阶段
                  B、高加速度过程
                  C、高速运行，低加速度，一直到预定速
度为止。
27、速度传感器：磁电式             交流信号输出
                光电式             数字信号输出
                霍尔式车速传感器
28、电机换向必须在电机停止后再进行，并且换向信号一定要在前一个方向的最后一个CP
脉冲结束后以及下一个方向的第一个CP脉冲前发出。
29、正反向切换：降速—换向—升速
30、SH-2H090M型驱动器的拨位开关有8位，1-3位用于设定驱动器的细分数；6-8位用于设
定驱动器的输出电流，4，5位须拨在off位置。
31、最高起动频率（突跳频率）：一般为0.1HZ到3-4KHZ
    最高运行频率：N×102KHZ
32、实际上，如果CP信号变化太快，步进电机由于惯性将跟随不上电信号变化，这时就会
产生堵转和丢步现象。所以步进电机在启动时，必须有升速过程，在停止时，必须有降速
过程，一般来说升速和降速过程规律相同。
升速过程由突跳频率加升速曲线组成(降速过程反之)。突跳频率是指步进电机在静止状态
时突然施加的脉冲启动频率，此频率不可太大，否则也会产生堵转和丢步。升降速曲线一
般为指数曲线或经过修调的指数曲线，当然也可以采用直线或正玄曲线等。用户需根据自
己的负载选择合适的突跳频率和升降速曲线，找到一条理想的曲线并不容易，一般需要多
次“试机”才行。指数曲线在实际软件编程中比较麻烦，一般事先算好时间常数存储在计
算机存储器内，工作过程中直接选取。
步进电机的升降速设计为控制软件的主要工作量，其设计水平直接影响电机运行的平稳
性、升降速快慢、电机运行声音、最高速度、定位精度。
33、步进电机目前常用的有二、三、四、五相步进电机。电机相数不同其步距角不同，一
般二相步距角0.9°/1.8°,三相步距角0.75°/1.5°，五相步距角0.36°/0.72°。在没有
细分驱动器时，用户通过选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求，如果选用细
分驱动器，则相数变得没有意义，用户只需在驱动器上改变细分数，就可以改变步距角。
34、功率：P=Ω•M=2пn/60•M=2п•n•M/60
          对于半步工作：P=2п•f•M/600
    其中：P-功率， Ω-角速度，M-力矩，n-电机转速，f-每秒钟脉冲数（pps）
35、步进电机控制芯片：L298，TA8435。其外围电路简单，TA8435还可以8细分。
36、步进电动机的运行性能是由电动机和驱动器两者配合所形成的综合效果。
37、常用步进电机为混合式步进电机