在机电的教学中,步进电机对学生来说是个难点,因此有必要让学生了解步进电机常识性的知识。
　　
　　一、 步进电机概念
　　
　　步进电机的工作就是步进转动,其功用是将脉冲电信号变换为相应的角位移或是直线位移,就是给一个脉冲信号,电动机转动一个角度或是前进一步。步进电机的角位移量与脉冲数成正比,它的转速与脉冲频率(f)成正比,如两相步进电机设定为半步的情况下(电机转一圈400个脉冲):n=60f/200(转/分)。
　　
　　二、 步进电机分类
　　
　　步进电机可以根据电机结构、驱动架构和步进方式来分类。步进电机的结构有好几种,包括可变磁阻(variable reluctance)、永磁和混合式永磁(hybrid permanent magnet)。永磁步进电机的成本很低,多半用于价格低廉的消费性产品。混合式步进电机的价格略高,是工业移动控制应用最常见的电机。可变磁阻电机通常有3或5个相位,需要采用不同的驱动电路架构。
　　
　　三、 步进电机的基本特点
　　
　　(1)步进电动机工作时每相绕组不是恒定地通电,而是按一定的规律轮流通电。
　　(2)每输入一个脉冲电信号转子转过的角度称为步距角。
　　(3)步进电机可以按特定指令进行角度控制,也可以进行速度控制。角度控制时,每输入一个脉冲,定子绕组就换接一次,输出轴就转过一个角度,其步数与脉冲数一致,输出轴转动的角位移量与输入脉冲成正比。速度控制时,步进电机绕组中送入的是连续脉冲,各相绕组不断地轮流通电,步进电机连续转动,它的转速与脉冲频率成正比。改变通电顺序,即改变定子磁场旋转方向,就可以控制电机正转或是反转。
　　(4)步进电机具有自锁能力。当控制脉冲停止输入,而让最后一个脉冲控制的绕组继续通直流电时,则电机可以保持在固定的位置上,即停在最后一个脉冲控制的角位移的终点位置上,这样,步进电机可以实现停车时转子定位。
　　(5)步进电机应用于低速场合——每分钟转速不超过1 000转,(0.9度时6 666PPS),最好在1 000-3 000PPS(0.9度)间使用,可通过减速装置使其在此间工作,此时电机工作效率高,噪音低。
　　(6)步进电机最好不使用整步状态,整步状态时振动大。
　　(7)由于历史原因,只有标称为12V电压的电机使用12V外,其他电机的电压值不是驱动电压伏值,可根据驱动器选择驱动电压(建议:57BYG采用直流24V～36V,86BYG采用直流50V,110BYG采用高于直流80V),当然12伏的电压除12V恒压驱动外,也可以采用其他驱动电源,不过要考虑温升。
　　(8)转动惯量大的负载应选择大机座号电机。
　　(9)电机在较高速或大惯量负载时,一般不在工作速度起动,而采用逐渐升频提速,一是电机不失步,二可以减少噪音的同时可以提高停止的定位精度。
　　(10)高精度时,应通过机械减速、提高电机速度,或采用高细分数的驱动器来解决,也可以采用五相电机,不过其整个系统的价格较贵,生产厂家少。
　　(11)电机不应在振动区内工作,如若必须可通过改变电压、电流或加一些阻尼来解决。
　　(12)电机在600PPS(0.9度)以下工作,应采用小电流、大电感、低电压来驱动。
　　(唐山市丰南区职教中心)