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運動控制--步進電機原理
步進電機作為履行元件，是機電一體化的要害產品之一, 廣泛運用在各種自動化操控系統中。跟著微電子和計算機技術的發展，步進電
機的需求量日積月累，在各個國民經濟領域都有運用。
步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的履行機構。當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向滾動一個固定
的視點(稱為“步距角”)，它的旋轉是以固定的視點一步一步工作的?？梢越涍^操控脈沖個數來操控角位移量，然后到達準確定位的意圖；一
起可以經過操控脈沖頻率來操控電機滾動的速度和加快度，然后到達調速的意圖。步進電機可以作為一種操控用的特種電機，運用其沒有堆
集差錯(精度為99%)的特色，廣泛運用于各種開環操控。
現在比較常用的步進電機包含反應式步進電機(VR)、永磁式步進電機(PM)、混合式步進電機(HB)和單相式步進電機等。
永磁式步進電機一般為兩相，轉矩和體積較小，步進角一般為7.5度 或15度；
反應式步進電機一般為三相，可完成大轉矩輸出，步進角一般為1.5度，但噪聲和振蕩都很大。反應式步進電機的轉子磁路由軟磁資料制
成，定子上有多相勵磁繞組，運用磁導的改動發生轉矩。
混合式步進電機是指混合了永磁式和反應式的長處。它又分為兩相和五相：兩相步進角一般為1.8度而五相步進角一般為 0.72度。這種
步進電機的運用廣泛，也是本次細分驅動方案所選用的步進電機。
步進電機的一些基本參數：
電機固有步距角：
它表明操控系統每發一個步進脈沖信號，電機所滾動的視點。電機出廠時給出了一個步距角的值，如86BYG250A型電機給出的值為0.9
°/1.8°(表明半步作業時為0.9°、整步作業時為1.8°)，這個步距角可以稱之為‘電機固有步距角’，它不必定是電機實際作業時的真實步距
角，真實的步距角和驅動器有關。
步進電機的相數：
是指電機內部的線圈組數，現在常用的有二相、三相、四相、五相步進電機。電機相數不同，其步距角也不同，一般二相電機的步距角
為0.9°/1.8°、三相的為0.75°/1.5°、五相的為0.36°/0.72° 。在沒有細分驅動器時，用戶主要靠選擇不同相數的步進電機來滿意自己步距角的
要求。假如運用細分驅動器，則‘相數’將變得沒有意義，用戶只需在驅動器上改動細分數，就可以改動步距角。
堅持轉矩(HOLDING TORQUE)：
是指步進電機通電但沒有滾動時，定子鎖住轉子的力矩。它是步進電機最重要的參數之一，一般步進電機在低速時的力矩挨近堅持轉矩
。因為步進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改動，所以堅持轉矩就成為了衡量步進電機最重要的參數
之一。比如，當人們說2N.m的步進電機，在沒有特別說明的情況下是指堅持轉矩為2N.m的步進電機。
DETENT TORQUE：
是指步進電機沒有通電的情況下，定子鎖住轉子的力矩。DETENT TORQUE 在國內沒有一致的翻譯方法，容易使我們發生誤解；因為
反應式步進電機的轉子不是永磁資料，所以它沒有DETENT TORQUE。
步進電機的一些特色：
1.步進電機的力矩會隨轉速的升高而下降。
當步進電機滾動時，電機各相繞組的電感將構成一個反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。在它的效果下，電機隨頻率(或速度)的增大而相電流減小，然后導致力矩下降。
2.步進電機低速時可以正常工作,但若高于必定速度就無法發動,并伴有嘯叫聲。
步進電機有一個技術參數：空載發動頻率，即步進電機在空載情況下可以正常發動的脈沖頻率，假如脈沖頻率高于該值，電機不能正常發動，可能發生丟步或堵轉。在有負載的情況下，發動頻率應更低。假如要使電機到達高速滾動，脈沖頻率應該有加快進程，即發動頻率較低，然后按必定加快度升到所希望的高頻(電機轉速從低速升到高速)。
3.一般步進電機的精度為步進角的3-5%，且不累積。
4.步進電機表面答應的溫度。
步進電機溫度過高首要會使電機的磁性資料退磁，然后導致力矩下降乃至于失步，因而電機表面答應的溫度應取決于不同電機磁性資料的退磁點；一般來講，磁性資料的退磁點都在攝氏130度以上，有的乃至高達攝氏200度以上，所以步進電機表面溫度在攝氏80-90度*正常。
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