一、步進(jìn)電機(jī)的基本特點(diǎn)
1、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)每相繞組不是恒定地通電，而是按一定的規(guī)律輪流通電。
2、每輸入一個(gè)脈沖電信號(hào)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱(chēng)為步距角。
3、步進(jìn)電機(jī)可以按特定指令進(jìn)行角度控制，也可以進(jìn)行速度控制。角度控制時(shí)，每輸入一個(gè)脈沖，定子繞組就換接一次，輸出軸就轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，其步數(shù)與脈沖數(shù)一致，輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角位移量與輸入脈沖成正比。速度控制時(shí)，步進(jìn)電機(jī)繞組中送入的是連續(xù)脈沖，各相繞組不斷地輪流通電，步進(jìn)電機(jī)連續(xù)動(dòng)轉(zhuǎn)，它的轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變通電順序，即改變定子磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向，就可以控制電機(jī)正轉(zhuǎn)或是反轉(zhuǎn)。
4、步進(jìn)電機(jī)具有自鎖能力。當(dāng)控制脈沖停止輸入，而讓最后一個(gè)脈沖控制的繞組繼續(xù)通直流電時(shí)，則電機(jī)可以保持在固定的位置上，即停在最后一個(gè)脈沖控制的角位移的終點(diǎn)位置上，這樣，步進(jìn)電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)停車(chē)時(shí)轉(zhuǎn)子定位。
二、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)失步?
1、轉(zhuǎn)子的加速度慢于步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，也即是低于換相速度而產(chǎn)生的。這是因?yàn)檩斎腚姍C(jī)的電能不足，在步進(jìn)電機(jī)中產(chǎn)生的同步力矩?zé)o法令轉(zhuǎn)子速度跟隨定子磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度，從而引起失步。并且凡是比這時(shí)頻率高的工作頻率都必將失步。這種失步說(shuō)明了步進(jìn)電機(jī)的拖動(dòng)能力不夠。一旦減少負(fù)載，或者提高繞組的激磁電流，則有可能克服失步。
2、轉(zhuǎn)子的平均速度高于定子磁場(chǎng)的平均旋轉(zhuǎn)速度。這時(shí)定子通電激磁的時(shí)間較長(zhǎng)，大于轉(zhuǎn)子步進(jìn)一步所需的時(shí)間，則轉(zhuǎn)子在步進(jìn)過(guò)程中獲得了過(guò)多的能量，從而產(chǎn)生前沖和后沖的擺動(dòng)振蕩。當(dāng)振蕩足夠嚴(yán)重時(shí)就導(dǎo)致失步。
三、如何讓電機(jī)保持轉(zhuǎn)矩
保持轉(zhuǎn)矩是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。它是步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一，通常步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。
由于步進(jìn)電機(jī)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(zhuǎn)矩就成為了衡量步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一。比如，當(dāng)人們說(shuō)2N.m的步進(jìn)電機(jī)，在沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為2N.m的步進(jìn)電機(jī)。
四、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)失步
1、轉(zhuǎn)子的加速度慢于步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，也即是低于換相速度而產(chǎn)生的。這是因?yàn)檩斎腚姍C(jī)的電能不足，在步進(jìn)電機(jī)中產(chǎn)生的同步力矩?zé)o法令轉(zhuǎn)子速度跟隨定子磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度，從而引起失步。并且凡是比這時(shí)頻率高的工作頻率都必將失步。這種失步說(shuō)明了步進(jìn)電機(jī)的拖動(dòng)能力不夠。一旦減少負(fù)載，或者提高繞組的激磁電流，則有可能克服失步。
2、轉(zhuǎn)子的平均速度高于定子磁場(chǎng)的平均旋轉(zhuǎn)速度。這時(shí)定子通電激磁的時(shí)間較長(zhǎng)，大于轉(zhuǎn)子步進(jìn)一步所需的時(shí)間，則轉(zhuǎn)子在步進(jìn)過(guò)程中獲得了過(guò)多的能量，從而產(chǎn)生前沖和后沖的擺動(dòng)振蕩。當(dāng)振蕩足夠嚴(yán)重時(shí)就導(dǎo)致失步。
五、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)振蕩的原因
1、振蕩是步進(jìn)電機(jī)在工作時(shí)存在的一般現(xiàn)象，但嚴(yán)重的振蕩會(huì)引起失步。振蕩的原因有多種，其中主要的原因有步進(jìn)電機(jī)處于低頻單步運(yùn)行;步進(jìn)電機(jī)的換相頻率和轉(zhuǎn)子的特征頻率、倍特征頻率、分?jǐn)?shù)特征頻率相等;步進(jìn)電機(jī)突然停車(chē)等情況。
2、當(dāng)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行單步旋轉(zhuǎn)時(shí)，其工作頻率必定處于低頻區(qū)。在開(kāi)始工作時(shí)，轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)力矩的作用下加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到新的平衡點(diǎn)時(shí)其速度仍然相當(dāng)高，從而沖過(guò)了平衡穩(wěn)定點(diǎn)產(chǎn)生過(guò)沖。車(chē)子一方面向前過(guò)沖，當(dāng)轉(zhuǎn)子速度減到為零時(shí)，由于磁場(chǎng)拉力矩的作用則反向沖向平衡點(diǎn)，又形成反向過(guò)沖。由于機(jī)械磨擦力矩及電磁力矩的作用。形成一個(gè)衰減振動(dòng)過(guò)程。最后，轉(zhuǎn)子則穩(wěn)定停在平衡點(diǎn)。
六、實(shí)際應(yīng)用中對(duì)步進(jìn)電機(jī)有哪些要求
1、步進(jìn)電機(jī)在電脈沖的控制下能迅速起動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)及在很寬的范圍內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié);
2、加工精度高，即要求一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的位移量小，并要準(zhǔn)確、均勻。這就要求步進(jìn)電機(jī)步距小，步距精度高，不得丟步或是過(guò)沖;
3、動(dòng)作快速。即不僅起動(dòng)、停步、反轉(zhuǎn)快，并能連續(xù)高速運(yùn)轉(zhuǎn)以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率;
4、輸出轉(zhuǎn)矩大，可直接帶動(dòng)負(fù)載。