步進(jìn)電機因其價(jià)格低廉，堅固耐用，簡(jiǎn)單，在啟動(dòng)時(shí)和低速時(shí)具有高扭矩，幾乎不需要維護而可以在開(kāi)環(huán)控制系統中運行，因此仍然很受歡迎。

 

　　步進(jìn)電機將整個(gè)旋轉分為多個(gè)相等的步長(cháng)。只要根據扭矩和速度仔細選擇適合應用的尺寸，就可以使電動(dòng)機的位置移動(dòng)并保持在這些步驟之一。保持轉矩是將固定式步進(jìn)電機軸推到位所需的旋轉力的量度。保持轉矩(T)是電動(dòng)機轉矩常數(KT)與施加到定子繞組的電流(i)的乘積。

 

　　T = KTi

 

　　在大多數應用中，電子驅動(dòng)器控制步進(jìn)電機。他們采用脈沖寬度調制(PWM)技術(shù)來(lái)監視定子電流并施加適當的電壓以達到所需的電流和扭矩。當電動(dòng)機靜止時(shí)，驅動(dòng)器僅需要使用足夠的電壓來(lái)克服定子線(xiàn)圈的電阻(也稱(chēng)為電動(dòng)機相)。這由歐姆定律描述，該定律將電壓計算為電流(以安培為單位)乘以電阻(以歐姆為單位)。如果電壓增加，電流也會(huì )增加，但是如果電阻增加，電流會(huì )減少。

 

　　V = iR

 

　　由于大多數高性能步進(jìn)電機的相電阻都很低，因此驅動(dòng)器不需要太多電源電壓即可將電機固定在適當的位置。在實(shí)際應用中，電機不會(huì )永遠保持靜止狀態(tài)。它用于移動(dòng)負載。以特定速度移動(dòng)物體需要以該速度提供動(dòng)態(tài)扭矩。步進(jìn)電機不會(huì )從靜止狀態(tài)立即更改為給定速度。它們必須加速，就像駕駛員踩油門(mén)踏板時(shí)逐漸提高速度一樣。為了使車(chē)輛更快地加速，需要更多的汽油。遵循牛頓著(zhù)名的定律F = ma，步進(jìn)電機也類(lèi)似。以下是用旋轉術(shù)語(yǔ)表示的牛頓定律的公式，其中轉矩(T)與轉子，負載慣量(J)和角加速度(A)成正比：

 

　　T = JA

 

　　要管理更大的負載或更快地加速，需要更大的扭矩。但是，步進(jìn)電動(dòng)機的動(dòng)扭矩隨著(zhù)速度的增加而減小，因為當電動(dòng)機開(kāi)始運動(dòng)時(shí)，它就變成了發(fā)電機。隨著(zhù)轉子磁場(chǎng)在定子線(xiàn)圈之間移動(dòng)，電機端子上會(huì )出現電壓。驅動(dòng)器必須向電動(dòng)機施加額外的電壓以克服該電壓，稱(chēng)為反電動(dòng)勢，這是電動(dòng)機速度(w)和電壓常數(KE)的乘積。同樣，定子線(xiàn)圈與所有線(xiàn)圈一樣，具有抵抗電流變化的電感。當定子電流變化以保持轉子轉動(dòng)時(shí)，必須使用更多的電壓來(lái)克服電感(L)。運動(dòng)中的電動(dòng)機的電壓方程為：

 

　　V =KE?+ iR + L(di / dt)

 

　　PWM驅動(dòng)器將增加施加到電動(dòng)機的電壓，以保持電流和轉矩恒定。在某種速度下，電源將沒(méi)有足夠的電壓，并且電動(dòng)機電流將開(kāi)始下降。轉矩隨電流下降。如果使用更高電壓的電源，則動(dòng)態(tài)轉矩在較高速度下仍保持平坦.

 

 

　　確定應用程序大小的過(guò)程涉及計算移動(dòng)負載所需的所需扭矩和速度范圍。例如，如果應用程序需要80盎司。如果轉矩高達10轉/秒(rps)，則該電動(dòng)機可以使用24 V電源

 

　　如果我們需要走得更遠和更快，則可能會(huì )加速到80盎司英寸。在20 rps。電機需要48 V電源(請參見(jiàn)圖3)。

 

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