步進(jìn)電機又稱(chēng)為脈沖電機,基于最基本的電磁鐵原理,它是一種可以自由回轉的電磁鐵,其動(dòng)作原理是依靠氣隙磁導的變化來(lái)產(chǎn)生電磁轉矩。其原始模型是起源于年至年間。年前后開(kāi)始以控制為目的的嘗試,應用于氫弧燈的電極輸送機構中。這被認為是最初的步進(jìn)電機。

步進(jìn)電機是一種專(zhuān)門(mén)用于位置和速度精確控制的特種電機。步進(jìn)電機的最大特點(diǎn)是其“數字性”，對于控制器發(fā)過(guò)來(lái)的每一個(gè)脈沖信號，步進(jìn)電機在其驅動(dòng)器的推動(dòng)下運轉一個(gè)固定角度(簡(jiǎn)稱(chēng)一步)。如接收到一串脈沖步進(jìn)電機將連續運轉一段相應距離。同時(shí)可通過(guò)控制脈沖頻率，直接對電機轉速進(jìn)行控制。由于步進(jìn)電機工作原理易學(xué)易用，成本低(相對于伺服)、電機和驅動(dòng)器不易損壞，非常適合于微電腦和單片機控制，因此近年來(lái)在各行各業(yè)的控制設備中獲得了越來(lái)越廣泛的應用。

什么是保持轉矩(HOLDING TORQUE)?

保持轉矩(HOLDING TORQUE)是指步進(jìn)電機通電但沒(méi)有轉動(dòng)時(shí)，定子鎖住轉子的力矩。它是步進(jìn)電機最重要的參數之一，通常步進(jìn)電機在低速時(shí)的力矩接近保持轉矩。由于步進(jìn)電機的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以保持轉矩就成為了衡量步進(jìn)電機最重要的參數之一。比如，當人們說(shuō)2N.m的步進(jìn)電機，在沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下是指保持轉矩為2N.m的步進(jìn)電機。

步進(jìn)電機分哪幾種?

步進(jìn)電機分三種：永磁式(PM)，反應式(VR)和混合式(HB)。永磁式步進(jìn)一般為兩相，轉矩和體積較小，步進(jìn)角一般為7.5度或15度；反應式步進(jìn)一般為三相，可實(shí)現大轉矩輸出，步進(jìn)角一般為1.5度，但噪聲和振動(dòng)都很大。在歐美等發(fā)達國家80年代已被淘汰；混合式步進(jìn)是指混合了永磁式和反應式的優(yōu)點(diǎn)。它又分為兩相和五相：兩相步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)角一般為0.72度。這種步進(jìn)電機的應用最為廣泛。

什么是DETENT TORQUE?
TORQUE是指步進(jìn)電機沒(méi)有通電的情況下，定子鎖住轉子的力矩。DETENT TORQUE在國內沒(méi)有統一的翻譯方式，容易使大家產(chǎn)生誤解；由于反應式步進(jìn)電機的轉子不是永磁材料，所以它沒(méi)有DETENTTORQUE。

步進(jìn)電機的外表溫度允許達到多少?

步進(jìn)電機溫度過(guò)高首先會(huì )使電機的磁性材料退磁，從而導致力矩下降乃至于失步，因此電機外表允許的最高溫度應取決于不同電機磁性材料的退磁點(diǎn)；一般來(lái)講，磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏130度以上，有的甚至高達攝氏200度以上，所以步進(jìn)電機外表溫度在攝氏80-90度完全正常。

為什么步進(jìn)電機的力矩會(huì )隨轉速的升高而下降?

當步進(jìn)電機轉動(dòng)時(shí)，電機各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢；頻率越高，反向電動(dòng)勢越大。在它的作用下，電機隨頻率(或速度)的增大而相電流減小，從而導致力矩下降。

為什么步進(jìn)電機低速時(shí)可以正常運轉,但若高于一定速度就無(wú)法啟動(dòng),并伴有嘯叫聲?

步進(jìn)電機有一個(gè)技術(shù)參數：空載啟動(dòng)頻率，即步進(jìn)電機在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機不能正常啟動(dòng)，可能發(fā)生丟步或堵轉。在有負載的情況下，啟動(dòng)頻率應更低。如果要使電機達到高速轉動(dòng)，脈沖頻率應該有加速過(guò)程，即啟動(dòng)頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻(電機轉速從低速升到高速)。

步進(jìn)電機精度為多少？是否累積?

一般步進(jìn)電機的精度為步進(jìn)角的3-5%，且不累積。

步進(jìn)電機發(fā)熱問(wèn)題

1、發(fā)熱帶來(lái)的影響：

電機發(fā)熱雖然一般不會(huì )影響電機的壽命，對大多數客戶(hù)沒(méi)必要理會(huì )。但是嚴重時(shí)會(huì )帶來(lái)一些負面影響。如電機內部各部分熱膨脹系數不同導致結構應力的變化和內部氣隙的微小變化，會(huì )影響電機的動(dòng)態(tài)響應，高速會(huì )容易失步。又如有些場(chǎng)合不允許電機的過(guò)度發(fā)熱，如醫療器械和高精度的測試設備等。因此對電機的發(fā)熱應當進(jìn)行必要的控制。

2、電機發(fā)熱的原理：

我們通常見(jiàn)到的各類(lèi)電機，內部都是有鐵芯和繞組線(xiàn)圈的。繞組有電阻，通電會(huì )產(chǎn)生損耗，損耗大小與電阻和電流的平方成正比，這就是我們常說(shuō)的銅損，如果電流不是標準的直流或正弦波，還會(huì )產(chǎn)生諧波損耗；鐵心有磁滯渦流效應，在交變磁場(chǎng)中也會(huì )產(chǎn)生損耗，其大小與材料，電流，頻率，電壓有關(guān)，這叫鐵損。銅損和鐵損都會(huì )以發(fā)熱的形式表現出來(lái)，從而影響電機的效率。步進(jìn)電機一般追求定位精度和力矩輸出，效率比較低，電流一般比較大，且諧波成分高，電流交變的頻率也隨轉速而變化，因而步進(jìn)電機普遍存在發(fā)熱情況，且情況比一般交流電機嚴重。

3、步進(jìn)電機發(fā)熱隨速度變化的情況：

采用恒流驅動(dòng)技術(shù)時(shí)，步進(jìn)電機在靜態(tài)和低速下，電流會(huì )維持恒定，以保持恒力矩輸出。速度高到一定程度，電機內部反電勢升高，電流將逐步下降，力矩也會(huì )下降。因此，因銅損帶來(lái)的發(fā)熱情況就與速度相關(guān)了。靜態(tài)和低速時(shí)一般發(fā)熱高，高速時(shí)發(fā)熱低。但是鐵損(雖然占的比例較小)變化的情況卻不盡然，而電機整個(gè)的發(fā)熱是二者之和，所以上述只是一般情況。

4、步進(jìn)電機發(fā)熱的合理范圍：

電機發(fā)熱允許到什么程度，主要取決于電機內部絕緣等級。內部絕緣性能在高溫下(130度以上)才會(huì )被破壞。所以只要內部不超過(guò)130度，電機不會(huì )損環(huán)，而這時(shí)表面溫度會(huì )在90度以下。所以，步進(jìn)電機表面溫度在70-80度都是正常的。簡(jiǎn)單的溫度測量方法有用點(diǎn)溫計的，也可以粗略判斷：用手可以觸摸1-2秒以上，不超過(guò)60度；用手只能碰一下，大約在70-80度；滴幾滴水迅速氣化，則90度以上了。

5、如何減少電機的發(fā)熱：

減少發(fā)熱，就是減少銅損和鐵損。 減少銅損有兩個(gè)方向，減少電阻和電流，這就要求在選型時(shí)盡量選擇電阻小和額定電流小的電機，對兩相電機，能用串聯(lián)的電機就不用并聯(lián)電機。但是這往往與力矩和高速的要求相抵觸。對于已經(jīng)選定的電機，則應充分利用驅動(dòng)器的自動(dòng)半流控制功能和脫機功能，前者在電機處于靜態(tài)時(shí)自動(dòng)減少電流，后者干脆將電流切斷。另外，細分驅動(dòng)器由于電流波形接近正弦，諧波少，電機發(fā)熱也會(huì )較少。 減少鐵損的辦法不多，電壓等級與之有關(guān)，高壓驅動(dòng)的電機雖然會(huì )帶來(lái)高速特性的提升，但也帶來(lái)發(fā)熱的增加。所以應當選擇合適的驅動(dòng)電壓等級，兼顧高速性，平穩性和發(fā)熱，噪音等指標。