一、步進電機是什么意思

步進電機是(shi)一(yi)種無刷機電(dian)設備，它將施(shi)加(jia)在其勵磁繞組(zu)上(shang)的(de)(de)電(dian)脈沖(chong)序列(lie)(lie)轉(zhuan)換為(wei)精確定義的(de)(de)逐(zhu)步(bu)機械軸(zhou)旋(xuan)轉(zhuan)。對(dui)于(yu)每(mei)個離散脈沖(chong)，電(dian)機的(de)(de)軸(zhou)旋(xuan)轉(zhuan)一(yi)個固定的(de)(de)角(jiao)(jiao)(jiao)度。這(zhe)種旋(xuan)轉(zhuan)可以是(shi)線性(xing)的(de)(de)或角(jiao)(jiao)(jiao)度的(de)(de)。對(dui)于(yu)單個脈沖(chong)輸入，它會移動一(yi)步(bu)。當(dang)施(shi)加(jia)一(yi)系列(lie)(lie)脈沖(chong)時(shi)，它會轉(zhuan)動一(yi)定角(jiao)(jiao)(jiao)度。每(mei)個脈沖(chong)步(bu)進電(dian)機軸(zhou)轉(zhuan)過的(de)(de)角(jiao)(jiao)(jiao)度稱為(wei)步(bu)距角(jiao)(jiao)(jiao)，通常以度數表(biao)示(shi)。

輸入給電機的(de)脈(mo)(mo)沖(chong)數(shu)(shu)決定(ding)步距角，因(yin)此(ci)電機軸(zhou)的(de)位(wei)置通(tong)過控(kong)制(zhi)脈(mo)(mo)沖(chong)數(shu)(shu)來控(kong)制(zhi)。這種獨特(te)的(de)特(te)性使(shi)(shi)步進電機非常適合開環控(kong)制(zhi)系統，其(qi)中軸(zhou)的(de)精(jing)確位(wei)置通(tong)過精(jing)確的(de)脈(mo)(mo)沖(chong)數(shu)(shu)保持，而無需(xu)使(shi)(shi)用反饋傳感器(qi)。

步距角越小(xiao)，每轉的(de)步數越大，獲得的(de)位置精度(du)越高(gao)。步距角大到(dao)90度(du)，小(xiao)到(dao)0.72度(du)，常用的(de)步距角有1.8度(du)、2.5度(du)、7.5度(du)和15度(du)。

軸(zhou)的(de)(de)旋轉(zhuan)方向取決于(yu)施加(jia)到定子上的(de)(de)脈(mo)(mo)沖序(xu)列。軸(zhou)的(de)(de)速(su)度(du)或平均電機速(su)度(du)與施加(jia)在勵磁繞組上的(de)(de)輸入(ru)(ru)脈(mo)(mo)沖的(de)(de)頻(pin)率(lv)（輸入(ru)(ru)脈(mo)(mo)沖的(de)(de)速(su)率(lv)）成正比。因此，如果頻(pin)率(lv)較低，步進(jin)電機會逐步旋轉(zhuan)，而對于(yu)高頻(pin)，由于(yu)慣性，它會像直流電機一(yi)樣連續(xu)旋轉(zhuan)。

像所有電動(dong)機(ji)(ji)一(yi)樣，步進電機(ji)(ji)具有定子(zi)和轉(zhuan)子(zi)。轉(zhuan)子(zi)是(shi)沒有繞(rao)組、電刷和換向器的(de)可動(dong)部件。通常轉(zhuan)子(zi)是(shi)可變磁(ci)阻(zu)或(huo)永磁(ci)體。定子(zi)通常由(you)(you)多極和多相繞(rao)組構成，通常由(you)(you)三相或(huo)四相繞(rao)組組成，所需的(de)極數由(you)(you)每個輸入脈沖的(de)所需角位移決定。

與其他(ta)電(dian)機(ji)(ji)不同的(de)是，步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)(ji)使用經(jing)過(guo)編程(cheng)的(de)離散控制(zhi)脈沖運行(xing)，這些脈沖通過(guo)電(dian)子驅動器施加到定子繞組(zu)上。由于順序通電(dian)的(de)定子繞組(zu)的(de)磁極和轉子磁極之間(jian)的(de)磁相互作用而(er)發(fa)生旋(xuan)轉。

當(dang)今(jin)市場(chang)上(shang)有多(duo)種類(lei)型的步(bu)進電機(ji)，它(ta)們的尺寸、步(bu)數(shu)、結構、接線、傳動裝置和其他(ta)電氣特性各(ge)不(bu)相同。由(you)于這些電機(ji)能(neng)夠以離散方(fang)式運行(xing)，因此(ci)步(bu)進電機(ji)非常適(shi)合于計(ji)算機(ji)等數(shu)字控制設(she)備連接。

由于對速度、旋轉、方向和(he)角度位置的(de)精確控制，這些在工業過程(cheng)控制系統、CNC機(ji)器、機(ji)器人、制造自動(dong)化系統和(he)儀器儀表中特(te)別受關注。

該圖片由注冊用戶"大灰狼"提供，版權聲明反饋

二、步進電機的特點

步(bu)(bu)進(jin)電機(ji)的優(you)點(dian)和(he)(he)缺(que)點(dian)都(dou)非常的突出(chu)，優(you)點(dian)集中于(yu)控(kong)制(zhi)簡(jian)(jian)單(dan)、精度高(gao)(gao)，缺(que)點(dian)是噪聲、震動和(he)(he)效(xiao)率(lv)，它沒(mei)有累積誤(wu)差，結構(gou)簡(jian)(jian)單(dan)，使用(yong)維修方便，制(zhi)造(zao)成本低。步(bu)(bu)進(jin)電機(ji)帶動負載慣量的能力大，適用(yong)于(yu)中小型機(ji)床和(he)(he)速度精度要求不高(gao)(gao)的地方，缺(que)點(dian)是效(xiao)率(lv)較低、發熱大，有時會“失步(bu)(bu)”。優(you)缺(que)點(dian)如下所示。

優點：

1、電(dian)機操(cao)作易于通過脈沖信號輸入到(dao)電(dian)機進行控制(zhi)。

2、不需要反饋電路以返回旋轉軸的位置和速度信息(xi)（開(kai)環(huan)控(kong)制(zhi)）。

3、由于沒(mei)有(you)接觸電刷而實現了更(geng)大的可靠性。

缺點：

1、需要(yao)脈沖信(xin)號輸出電路。

2、當(dang)控制不適當(dang)的(de)時候，可能會出(chu)現同步丟失。

3、由于在旋轉軸停(ting)止后仍然存在電(dian)流而產(chan)生熱量(liang)。

三、步進電機的分類

步進(jin)電(dian)(dian)機(ji)在(zai)構(gou)造上(shang)有三種主要類型：反應(ying)式（Variable Reluctance，VR）、永磁式（Permanent Magnet,PM）和混合式（Hybrid Stepping,HS）。在(zai)我國所采用的步進(jin)電(dian)(dian)機(ji)中(zhong)以(yi)反應(ying)式步進(jin)電(dian)(dian)機(ji)為主。

1、反應式

定子上有(you)繞組(zu)，繞組(zu)由軟磁材料組(zu)成。其結(jie)構簡單、成本低(di)、步距角小，可達1.2度，但(dan)動態性能差，效率低(di)、發熱大，可靠性難以保證。

2、永磁式

永磁式步(bu)進(jin)電機的(de)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)用永磁材料制成，轉(zhuan)(zhuan)子(zi)的(de)極數與定子(zi)的(de)極數相同。其特點是(shi)動態性能(neng)好(hao)、輸出力(li)矩大(da)，但這種電機度差，步(bu)距角大(da)（一般為7.5度或15度）。

3、混合式

混(hun)合(he)式步進(jin)電機綜(zong)合(he)了反應式和永磁式的優點(dian)，其(qi)定(ding)子(zi)上有很多(duo)相(xiang)繞組，轉子(zi)上采用永磁材料，轉子(zi)和定(ding)子(zi)均有多(duo)個小齒以(yi)提高(gao)步距精(jing)度。其(qi)特點(dian)是輸出(chu)力矩大、動態性能好、步距角小，但結構復雜、成本相(xiang)對較高(gao)。

步進電機按定子上(shang)繞(rao)組來分(fen)，共(gong)有二(er)相(xiang)、三相(xiang)和五(wu)相(xiang)等系列。最受歡(huan)迎的(de)是兩相(xiang)混合式(shi)步(bu)進(jin)電機，約占97%以上(shang)的(de)市(shi)場份額，其原(yuan)因是性價比高，配(pei)上(shang)細(xi)(xi)分(fen)驅(qu)動(dong)器(qi)后效果(guo)良好。該種電機的(de)基本步(bu)距(ju)角為(wei)1.8°/步(bu)，配(pei)上(shang)半步(bu)驅(qu)動(dong)器(qi)后，步(bu)距(ju)角減少為(wei)0.9°，配(pei)上(shang)細(xi)(xi)分(fen)驅(qu)動(dong)器(qi)后其步(bu)距(ju)角可(ke)細(xi)(xi)分(fen)達256倍(bei)（0.007°/微步(bu)）。由于摩擦力和制(zhi)造精(jing)(jing)度等原(yuan)因，實(shi)際控制(zhi)精(jing)(jing)度略低。同(tong)(tong)一(yi)步(bu)進(jin)電機可(ke)配(pei)不同(tong)(tong)細(xi)(xi)分(fen)的(de)驅(qu)動(dong)器(qi)以改變(bian)精(jing)(jing)度和效果(guo)。