步进电机(百度百科)
步进电机详细讲解
03
步进电机的性能参数
步进电机的步进角度
步进角度
步进电机每接收一个脉冲信号，就会转动一个固定的角度，这个角度被称为步进角度。步进角度决定了电机的最 小转动单位，是实现精确控制的重要参数。
步进角度的精度
步进电机的步进角度通常很精确，可以在几十到几百毫度范围内进行控制。这种精确的控制能力使得步进电机在 许多高精度应用中具有重要价值。
1 2
3
根据负载需求选择
根据需要带动的负载大小、扭矩和转速等参数，选择合适的 步进电机。
考虑精度要求
根据控制精度需求，选择步角距较小的步进电机，提高定位 精度。
考虑电源和控制信号
根据电源和控制信号的规格，选择合适的步进电机。
步进电机的安装与调试
安装
按照说明书正确安装步进电机， 确保电机与驱动器之间的连接稳 定可靠。
步进电机的未来展望
更广泛的应用领域
更智能的控制方式
随着步进电机技术的不断成 熟，其应用领域将越来越广 泛，包括机器人、医疗器械 、航空航天等高科技领域。
01
02
随着物联网、云计算等技术 的发展，步进电机的控制方 式将更加智能化，实现远程
监控和自动控制。
03
04
更高的性能和稳定性
未来步进电机将具备更高的 性能和稳定性，能够适应更 复杂、更恶劣的工作环境。
步进电机详细讲解
$number {01}
目 录
• 步进电机简介 • 步进电机的工作原理 • 步进电机的性能参数 • 步进电机的选型与使用 • 步进电机的发展趋势与未来展望
01
步进电机简介
步进电机的定义
步进电机基本参数
步进电机基本参数步进电机（Stepper Motor）是一种将电脑数字信号转变为机械运动的设备，它以离散的方式旋转，每一次脉冲驱动会引起电机一定的运动。
步进电机具有以下几个基本参数。
1. 步数（Step）：步进电机的运动是以步为单位的，一步表示电机转动一定的角度或线性距离。
步数也可以用来描述电机的分辨率，即每转多少步，电机转一圈。
通常情况下，步进电机的步数会在说明书或型号参数中给出。
2. 相数（Phase）：步进电机的绕组分为几个相，每相两个线圈。
常见的步进电机相数有两相、三相和五相等，不同相数的步进电机在控制方式上有所不同，包括驱动方式和控制电路。
3.驱动方式：步进电机的驱动方式包括全步驱动和半步驱动。
全步驱动是每个脉冲都使电机转动一个步进角度，半步驱动是在全步的基础上细分每一步，在一个脉冲内实现小角度的运动。
半步驱动可以提高电机的分辨率和运动平滑度。
4. 转矩（Torque）：步进电机的转矩是指电机产生的旋转力矩。
转矩大小与电机的结构、驱动方式和电流有关，通常在电机的规格表中有相关的数据。
5. 电流（Current）：步进电机电流是指电机所需工作电流。
电机的电流大小与驱动方式、负载情况有关。
一般情况下，为了保证电机正常运行，需要匹配合适的电流驱动器。
6. 驱动电压（Voltage）：步进电机的驱动电压是指驱动电机所需的电压。
电机的驱动电压应该与驱动器供电电压相匹配。
7. 最大速度（Maximum Speed）：步进电机的最大速度是指电机能够达到的最高旋转速度。
最大速度与电机的结构、驱动方式、驱动电压和电流有关。
除了上述基本参数，还有一些其他的参数也需要考虑，比如电机的精度、响应时间、机械惯性等。
这些参数在具体应用中会根据实际需求进行选择和调整。
总的来说，步进电机的基本参数包括步数、相数、驱动方式、转矩、电流、驱动电压和最大速度等。
这些参数决定了电机的性能和适用范围，需要根据具体应用需求进行选择和配置。
什么是步进电机？步进电机的基本参数、结构及其原理,步进电机的特点特性
什么是步进电机？步进电机的基本参数、结构及其原理，步进电机的特点特性步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（称为步距角），它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差（精度为100%）的特点，广泛应用于各种开环控制。
现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。
永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度；反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。
反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。
混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。
它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。
这种步进电机的应用最为广泛，也是本次细分驱动方案所选用的步进电机。
步进电机的结构及其原理步进电机是一种同步电机，其结构同其它电机一样，由定子和转子组成，定子为激磁场，其激磁磁场为脉冲式，即磁场以一定频率步进式旋转，转子则随磁场一步一步前进。
步进电机主要有反应式、电磁式、永磁式几种。
下面以反应式步进电机为例，来讨论其工作原理：步进电机由转子和定子两部分组成。
转子和定子均由带齿的硅钢片叠成。
定子上有绕组分为若干相，每相磁极上有极齿。
当某相定子绕组通以直流电压激磁后，便吸引转子，使转子上的齿与该相定子的齿对齐，令转子转动一定的角度，依次向定子绕组轮流激磁，会使。
步进电机概述
步进电机C相未通电状态
3、步进马达工作原理
步进电机通电旋转一周演示10
步进电机A相未通电状态
3、步进马达工作原理
步进电机通电旋转一周演示11
步进电机B相未通电状态
3、步进马达工作原理
步进电机通电旋转一周演示12
步进电机C相未通电状态
3、步进马达工作原理
步进电机通电旋转一周演示13
2、步进马达定义、结构
3）步进电机的结构 （2）永磁式步进电机(PM) PM型步进电机的原理构造如
图2所示，转子是永久磁铁所构 成，更进一步的往这个周围配 臵了复数个的固定子。 在图2上，转子磁铁为N、S一 对，而它的固定子线圈由4个构 成，这些因为和步进角有直接 关系，所以如需要较微细的步进角时，转子磁铁的极数和发 生驱动力的固定子线圈的数不能不对应的增加。图2的构造其 步进角为90°。
步进电机的力矩会随转速的升高而下降 。当步进 电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反 向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的 作用下，电机随频率（或速度）的增大而相电流 减小，从而导致力矩下降。
步进马达名词解 释.doc保持转矩 最大启动转矩 脱出转矩 引入转矩 最大自启动频率 最大响应频率
4、步进马达基本参数和特性
4-2步进电机的动态指标术语
（5）最大空载的运行频率： 电机在某种驱动形式，电压及额定电 流下，电机不带负载的最高转速频率。 （6）运行矩频特性： 电机在某 种测试条件下测得运行中输出 力矩与频率关系的曲线称为运 行矩频特性，这是电机诸多动 态曲线中最重要的，也是电机 选择的根本依据。
2、步进马达定义、结构
3）步进电机的结构 （3）混合型步进电机（HB） 图3为混合型步进电机的构造 图。在定子上侧有8个激磁线 圈，在磁极的先端上有复数 的小齿极(齿轮状突极) 。
步进电机的工作原理
工作原理
当电流通过线圈时，会产生磁场，磁 场与转子相互作用，推动转子转动。
结构
定子通常由多个极对组成，每个极对 上绕有线圈，通过电流产生磁场。
转子
作用
转子是步进电机的旋转部 分，通常由铁磁材料制成， 用于产生磁力线。
结构
转子通常由一个或多个磁 极组成，磁极上绕有线圈， 通过电流产生磁场。
工作原理
当定子的磁场与转子的磁 场相互作用时，转子会转 动。
其他自动化设备
步进电机还广泛应用于各种自动化设备中，如包装机械、生产线上的传送装置、机器人等。
这些设备需要精确的位置控制和快速响应，步进电机凭借其稳定性和可靠性成为理想的选择。
通过以上介绍，可以了解到步进电机在数控机床、打印机等自动化设备中的应用，其工作原 理和特点在这些领域中发挥着重要作用。随着技术的不断发展，步进电机的应用范围还将进 一步扩大，为工业自动化和智能化做出更大的贡献。
步进电机的工作原理
目录
• 步进电机简介 • 步进电机的结构 • 步进电机的运行方式 • 步进电机的控制方式 • 步进电机的应用
步进电机简介
01
步进电机的定义
步进电机是一种将电脉冲信号转换成 角位移或线位移的机电装置，通过控 制输入的脉冲数量和频率，实现电机 定子的旋转角度和速度的控制。
步进电机广泛应用于各种自动化设备 和控制系统，如数控机床、机器人、 打印机、摄影机等。
在加工过程中，步进电机通过接收数 控系统的指令，驱动工作台或刀具进 行精确的位移，从而实现复杂零件的 高精度加工。
打印机
打印机中的打印头移动装置通常采用步进电机作为驱动元件。步进电机能够实现打印头的精确定位和 快速移动，确保打印的文字和图像清晰、准确。
步进电机结构
步进电机的控制方式
01
控制方式是指如何控制步进电机的转 动角度和速度。
02
常见的控制方式包括：脉冲控制、方 向控制和速度控制。脉冲控制是指通 过输入不同数量和频率的脉冲信号来 控制电机的转动角度和速度；方向控 制是指通过改变输入脉冲的顺序来控 制电机的转动方向；速度控制则是指 通过改变输入脉冲的频率来控制电机 的转速。
步进电机的步进模式
步进模式是指步进电机在接收到一个脉冲信号时转动的角度或转过的步 数。
步进电机通常有三种步进模式：单拍制、双拍制和混合拍制。单拍制是 指每次只激发一个磁极，双拍制是指每次同时激发两个磁极，而混合拍
制则介于两者之间。
不同的步进模式适用于不同的应用场景，如单拍制适用于高精度定位， 双拍制适用于快速转动，混合拍制则适用于对速度和精度都有要求的场 合。
电机在动态条件下的效率表现，反映了电机 的能量转换效率。
共振频率
电机自身的固有频率，决定了电机对高频激 励的响应特性。
矩频特性
矩频曲线
描述电机输出转矩与转速之间 关系的曲线，反映了电机的输
出特性。
最高转速
电机在一定转矩下的最大转速 ，决定了电机的最高工作速度 。
转速范围
电机能够稳定工作的转速范围 ，反映了电机的适用范围。
步进电机的控制需要配合驱动器使用，相 对于其他电机来说控制复杂度较高。
06
步进电机的发展趋势和未 来展望
技术发展趋势
01
高精度控制
随着工业自动化和智能制造的快速发展，对步进电机的控制精度要求越
来越高。未来，步进电机将采用更先进的控制算法和驱动技术，实现更
精确的位置和速度控制。
02
高效能化
提高步进电机的效率和性能是未来的重要发展方向。通过改进电机材料、
步进电机
360 C C
步进电机
图 1 四相反应式步进电动机的结构
步进电机
反应式步进电动机又称为磁阻式步进电动机， 其 典型结构如图1所示。 这是一台四相电机， 定子铁心 由硅钢片叠成， 定子上有 8 个磁极(大齿)， 每个磁极 上又有许多小齿。 四相反应式步进电动机共有 4 套定 子控制绕组， 绕在径向相对的两个磁极上的一套绕组 为一相。 转子也是由叠片铁心构成， 沿圆周有很多小 齿， 转子上没有绕组。 根据工作要求， 定子磁极上小 齿的齿距和转子上小齿的齿距必须相等， 而且转子的
与脉冲数一致， 输出轴转动的角位移量与输入脉冲数成正
比。 速度控制时， 送入步进电动机的是连续脉冲， 各相 绕组不断地轮流通电， 步进电机连续运转， 它的转速与
脉冲频率成正比。 即转速为
60 f n ZC
(r / min)
式中， f为控制脉冲的频率， 即每秒输入的脉冲数。
步进电机
由上式可见， 反应式步进电动机转速取决于脉冲 频率、 转子齿数和拍数， 而与电压、 负载、 温度等 因素无关。 当转子齿数一定时， 转子旋转速度与输入 脉冲频率成正比， 或者说其转速和脉冲频率同步。 改 变脉冲频率可以改变转速， 故可进行无级调速， 调速 范围很宽。 另外， 若改变通电顺序， 即改变定子磁 场旋转的方向， 就可以控制电机正转或反转。 所以， 步进电动机是用电脉冲进行控制的电机。 改变电脉冲
图 2 反应式步进电动机三相单三拍运行 a. A相接通； b. B相接通； c. C相接通
步进电机简介ppt
齿间距 θ
360 θ = 转子齿间距 = N
。Leabharlann N − 齿数步进角度 δ转子齿间距 θ δ= = 2 × 相数 2p
以常用的2相式50齿步进电机为例：
360 θ= = 7.2 50
7.2 δ= = 1.8 2×2
另外一种比较简便的说法就是以步数来 表示， 200步的步进电机为例 200步为一 步的步进电机为例， 表示，以200步的步进电机为例，200步为一 ），则每步 圈（ 360 ），则每步 1.8 。
。
驱动方式
简单讲，步进电机的动作是靠线圈激磁后， 简单讲，步进电机的动作是靠线圈激磁后，将邻近转子上 相异的磁极吸引过来。因此， 相异的磁极吸引过来。因此，线圈排列的顺序以及激磁信号的 顺序就很重要。 相步进电机为例， 相驱动、 顺序就很重要。以2相步进电机为例，其驱动信号有 相驱动、2 相步进电机为例 其驱动信号有1相驱动 相驱动与1-2相驱动 种。 相驱动3种 相驱动与 相驱动 1相驱动方式是任何时刻只有一组线圈被激磁，其他线圈在休 息，因此，其产生的力矩较小； 2相驱动的方式是任何时刻，有两组线圈同时被激磁； 1-2相驱动的方式又称为“半步驱动”，每个驱动信号只驱动 半步，其信号是将1相驱动信号与2相驱动信号混合而成。
抓住步进电机的位置，称之为定位或归零。 抓住步进电机的位置，称之为定位或归零。
步进电机的控制
怠速步进电机驱动电路设计与实现
步进电机结构 驱动方式
步进电机结构
步进电机（ 步进电机（stepping motor）是一种以脉冲控制 ） 的转动器件，由于是以脉冲驱动， 的转动器件，由于是以脉冲驱动，很适合以数字 或微型计算机来控制。 或微型计算机来控制。
步进电机结构
1、步进电机与一般电机结构类似，除了托架、外壳之外，就是转子和 步进电机与一般电机结构类似，除了托架、外壳之外， 定子，转子为永久磁铁，线圈是绕在定子上。 定子，转子为永久磁铁，线圈是绕在定子上。 根据线圈的配置，可分为2 相等， 2、 根据线圈的配置，可分为2相、4相、5相等，4相步进电机是由四组 线圈所构成， 相步进电机是由五组线圈所构成，如图所示： 线圈所构成，5相步进电机是由五组线圈所构成，如图所示：
步进电动机
步进电动机分类、特点及应用步进电机是一种把电脉冲信号变换成角位移或直线位移的执行元件，由专用电源供给电脉冲。
每输入一个脉冲，电动机前进一步，所以又称为脉冲电动机一般性能：位移量与脉冲数成正比；速度与脉冲频率成正比；在负载能力范围内，不因电源电压、负载、环境条件的波动而变化；可以在宽广的范围内通过改变脉冲频率来调速；能够快速起动、反转和制动；在一相绕组长期通电时具有自锁能力步进电动机使用注意事项对于大转动惯量的负载来说，起动和停动频率不宜选择过高。
应考虑在低频下起动再升频到工作频率，停动前应从工作频率下降到适当频率在停动应尽量使工作过程负载匀称，避免由于负载突变而引起动态误差对于有强迫冷却的步进电动机，还要注意在工作过程中冷却装置的正常运行发现步进电动机有失步现象时，应先检查负载是否过大，电源电压是否正常，指令安排是否合理。
然后再检查驱动电源输出是否正常，波形是否正常。
最后再根据确定的原因处理。
在处理过程中，不宜任意更换元件和改变其规格传感器屏蔽静电屏蔽工作原理：在静电场的作用下，导体内部各点的电位是相等的，即在导体内无电力线。
因此，若将金属屏蔽盒接地，则屏蔽盒内的电力线不会传到外部，同时外部的电力线也不会穿透屏蔽盒进入内部。
前者可抑制干扰源，后者可阻截干扰的传输途径，所以静电屏蔽可以抑制电场的干扰设计中应注意的问题：屏蔽定则：一个有效的电场屏蔽壳，应该与包含在其中的任意电路的零参考电位相连接只有满足屏蔽定则的屏蔽体才是有效的选用低电阻的金属材料作屏蔽盒，以铜和铝为宜磁屏蔽工作原理：磁屏蔽的作用是把磁场限制在屏蔽体内。
屏蔽体用强磁材料（通常为钢）制成。
由于导磁系数很高，屏蔽体的磁阻很小，因而干扰源所产生的磁通大部分被限制在强磁屏蔽体内，只有少量的漏磁通进入被屏蔽的空间。
屏蔽体的磁导系数愈大，厚度愈大，屏蔽效果愈好设计中应注意的问题：与电场屏蔽相比，磁屏蔽罩要选择高磁导率的铁磁材料。
再者，它不要求屏蔽体接地。
步进电机资料整理
步进电机资料整理1.步进电机定义步进电机是工业生产过程控制，数字程序控制(数控机床)计算机外部设备，控制仪表等常用的控制部件。
步进电机是一种将电脉冲转化为不连续的机械运动的机电装置。
当施加适当的电脉冲指令时，电机转子的出轴或外转子将会以不连续的步进增量旋转。
电机的旋转与施加的脉冲之间有几个方面的直接关系：首先所加脉冲的顺序直接决定着电机转轴旋转的方向；其次电机转轴旋转的速度取决于所加脉冲的频率，而旋转的角度或者圈数和所加的脉冲数成正比2.步进电机结构分类根据步进电机的原理和结构，基本可以分成下面两大类型：第一类：电磁型步进电机。
这种步进电机是早期的步进电机，它通常只有一个绕阻，并且仅靠电磁作用还不能使电机的转子做步进运行，必须加上相应的机械部件，才能产生步进的效果。
它有螺旋型和棘型两种。
第二类:定子和转子之间仅靠电磁作用就可以产生步进作用的步进电机。
这种电机一般有多相绕组，在定子和转子之间没有机械联系。
这种电机有良好的可靠性及速度性，工业应用上大量用于状态伺服元件、功率伺服元件、位置控制元件等。
在第二类步进电机中，根据转子的结构形式，可以分成永磁性转子电机（PM）或反应式转子电机（VR），它们可以简称为永磁式步进电机或反应式步进电机。
在永磁式步进电机中，它的转子是用永磁钢制成的，也有通过滑环供电的直流激磁绕组制成；无论如何，其转子有软材料制成齿状，转子的齿也称显极，在这种步进电机的转子中没有绕组。
3.步进电机的特点步进电机的优缺点总结如下。
优点：1)电机旋转的角度正比于脉冲数；2)电机停转的时候具有最大的转矩（当绕组激磁时）；3)由于每步的精度在3%-5%，而且不会将一步的误差积累到下一步因而有较好的位置精度和运动的重复性；4)优秀的启停和反转响应；5)由于没有电刷，可靠性较高，因此电机的寿命仅仅取决于轴承的寿命；6)电机的响应仅由数字输入脉冲确定，因而可以采用开环控制，这使得电机的结构可以比较简单而且控制成本较低；7)仅仅将负载直接连接到电机的转轴上也可以极低速的同步旋转；8)由于速度正比于脉冲频率，因而有比较宽的转速范围。
什么是步进电机？
什么是步进电机？一、步进电机的基本原理步进电机是一种能够精确控制位置和运动的电机，它的工作原理和普通的直流电机有所不同。
普通的直流电机通过通电使得电流在绕组中流动，形成电磁力以产生转矩，从而驱动电机旋转。
而步进电机则是通过不断改变绕组中的电流方向，从而产生磁场的位置变化，实现精确的步进运动和位置控制。
步进电机中最关键的两部分是定子和转子。
定子是一个由绕组组成的磁铁，通常为两极或四极的磁石，而转子则是由磁铁组成的一个或多个磁极，通常为一圆柱形的部件。
二、步进电机的工作模式步进电机有两种常见的工作模式，即全步进和半步进。
1. 全步进模式：在全步进模式下，步进电机会按照固定的角度（通常为1.8°或0.9°）一步一步地转动。
这种模式下，电机的每个脉冲信号都会让电机转动一小步，从而实现位置的精确调整和控制。
2. 半步进模式：在半步进模式下，步进电机可以实现更精确的位置调整，每个脉冲信号可以让电机转动半个步距（通常为0.9°或0.45°）。
通过在全步进模式下的每个步距之间插入一个半步距，电机可以实现更加平滑和精确的运动。
三、步进电机的特点和应用场景步进电机具有以下几个特点，使得它在很多场景下得到广泛应用：1. 高精度：步进电机可以控制位置和转向，精度通常在几个角度或更小。
这使得它在需要精确定位和控制的场景下得到广泛应用，如机器人、三维打印机等。
2. 高效能：步进电机在工作过程中没有摩擦和机械损耗，因此效率较高。
它可以在低速和高负载条件下工作，而且能提供一定的持续转矩。
3. 简单控制：步进电机的控制电路相对较为简单，只需一个控制器和几个驱动器即可实现精确的位置和速度调整。
4. 广泛应用：步进电机广泛应用于各个领域，如电子设备、汽车制造、医疗设备等。
特别是在需要实现精确运动控制的场景下，步进电机更是不可或缺的一种电机。
综上所述，步进电机是一种能够精确控制位置和运动的电机，它通过改变绕组中的电流方向来实现位置的精确调整和控制。
步进电机介绍
普通高等教育“十一五”国家级规划教 第十二页，共52页。
4.步进电机
每秒钟输入f 脉冲(màichōng)，则转过 f/ZrN 转，故电机转速为：
n 60 f rpm ZrN
4. 小步(xiǎo bù)距角磁阻式步 进电机 转子上有t 均3匀460分0布9的40个齿.
s3 ZrN 6 043 03 61 03
4.步进电机
2. 三相双三拍运行方式 按AB-BC-CA-AB或相反的顺序通电，每次同
时(tóngshí)给两相绕组通电，且三次换接为一个循 环。步距角与三相单三拍运行方式的步距角相同。
AB相导通
BC相导通
普通高等教育“十一五”国家级规划教 第十页，共52页。
4.步进电机
3. 三相单、双六拍运行方式 按A-AB-B-BC-C-CA或相反(xiāngfǎn)顺序通电，即需 要六拍才完成一个循环，s因此6t 步9距60角为15：
低频共振现象
普通高等教育“十一五”国家级规划教 第二十八页，共52页。
4.步进电机
➢脉冲频率很高时的连续运行 ➢ 当控制脉冲的频率很高时，脉 冲间隔的时间很短，电机转子尚未到 达第一次振荡的幅值，甚至还没有到 达新的稳定平衡位置，下一个脉冲就 到来。此时电机的运行已由步进变成 了连续平滑的转动(zhuàn dòng)， 转速也比较稳定。 ➢ 当频率太高时，也会产生失步， 甚至还会产生高频振荡。
➢ 一、反应式步进电动机的结构(jiégòu) ➢ 单段式
➢ 多段式
➢ a)径向磁路 ➢ b)轴向磁路
普通高等教育“十一五”国家级规划教 第四页，共52页。
4.步进电机
径向磁路(cílù) 1—线圈；2—定子；3—转子
轴向磁路(cílù) 1—线圈；2—定子；3—磁轭
步进电机基础知识——来自百度百科
步进电机基础知识——来自百度百科步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机，是现代数字程序控制系统中的主要执行元件，应用极为广泛。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。
虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机在常规下使用。
它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。
因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许个完成数字模式转化的执行元件。
而且它可开环位置控制,输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量,这样的所谓增量位置控制系统与传统的直流控制系统相比,其成本明显减低,几乎不必进行系统调整。
步进电机的角位移量与输入的脉冲个数严格成正比,而且在时间上与脉冲同步。
因而只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序,即可获得所需的转角、速度和方向。
我国的步进电机在二十世纪七十年代初开始起步,七十年代中期至八十年代中期为成品发展阶段,新品种和高性能电机不断开发,目前,随着科学技术的发展,特别是永磁材料、半导体技术、计算机技术的发展,使步进电机在众多领域得到了广泛应用。
步进电机控制技术及发展概况作为一种控制用的特种电机,步进电机无法直接接到直流或交流电源上工作,必须使用专用的驱动电源步进电机驱动器。
在微电子技术,特别计算机技术发展以前,控制器脉冲信号发生器完全由硬件实现,控制系统采用单独的元件或者集成电路组成控制回路,不仅调试安装复杂,要消耗大量元器件,而且一旦定型之后,要改变控制方案就一定要重新设计电路。
步进电机的定义、主要组成、应用场合等
步进电机的定义、主要组成、应用场合等一、步进电机的定义步进电机是一种将数字脉冲信号转化成机械转动的电机，它是继直流电机、交流电机之后，又一种电机特种类。
步进电机的操作控制方式与其他电机不同，它是控制运动位置和速度的，不像其他的电机是控制扭矩、力、功率和速度等。
通过对步进电机的电源、控制电路和电机内部运动原理的研究，可以获得比传统电机更好的性能，因此在机床、自动化设备、机器人、医疗器械、航空航天等领域得到广泛应用。
二、步进电机的主要组成步进电机由转子、定子、感应器、输出轴、结束开关、电源、控制器等组成。
(一)转子步进电机的转子由永磁铁或磁性材料制成，它由多个极对称，有一定几何规律的磁极组成。
磁极数是衡量步进电机类型的主要参数之一，通常有两相、三相、五相等。
每相是由两个相对的磁极组成，因此又称为两相四极、三相六极等。
(二)定子步进电机的定子是由铁芯和绕组构成的。
绕组包括每相的控制线圈和相间绕组，也就是说，越高的步进电机磁极数，控制线圈就要越多。
(三)感应器电机的感应器包括霍尔元件等位置传感器，用于检测转子位置、速度和方向等参数，以实现精确定位和同步驱动。
(四)输出轴步进电机的输出轴根据用途不同而不同，一般分为普通轴和减速轴。
(五)结束开关结束开关（波尔杆）通过防止上下冲击输出轴上精度的损坏，并使轴在停止运行时具有稳定的“零”定位。
(六)电源主要用于为步进电机提供适当的电压和电流。
(七)控制器步进电机的控制器主要由控制芯片、指示灯、外部触发器等组成，可以根据需要设计和组成。
(一)数控机床步进电机广泛应用于数控机床，如车床、铣床、钳床等机械设备，它可以帮助实现机头部件的多轴同时运动和转子的高精度定位控制，可以大大提高数控机床的精度和效率。
(二)材料切割步进电机可用于控制机器割切刀，用于切割不同材料，如纸张、PVC板材和金属板材等，利用步进电机的高准确性，可以获得更高的切割质量和速度。
(三)医疗器械步进电机可以用于医学仪器工业，例如精细手术设备和影像仪器等，通过使用步进电机，可使手术设备更加稳定和精确，并实现实时成像。
简述步进电机以及步进电机分类
简述步进电机以及步进电机分类
步进电机（Stepper Motor）是一种将电脑的数字控制信号转化为机械动力的设备。
步进电机是一种可以被控制旋转角度和方向的电动机。
它按照输入的脉冲信号进行驱动，每一脉冲信号对应电机转动的一个固定角度，所以可以精确控制旋转角度。
步进电机可以分为以下几种分类：
1. 常用的分类方法根据其转子（机械部分）形状可以分为： - 正弦型步进电机：转子是正弦波形；
- 齿型步进电机：转子是齿状；
- 磁性短堵步进电机：转子是磁性短堵；
- 铁心磁化步进电机：转子是铁芯型。
2. 根据步进电机的工作原理不同，可以分为：
- 永磁步进电机：转子是由永磁体组成的，通过控制电流方向，使得转子的磁极不断改变位置；
- 变磁阻步进电机：转子是由磁阻体组成的，通过改变磁阻体的磁导率，使得转子的磁极不断改变位置；
- 混合式步进电机：结合了永磁步进电机和变磁阻步进电机的特点。
3. 根据控制方式不同，可以分为：
- 单相互感式步进电机：通过单相电压的不同相位来驱动电机；
- 双相互感式步进电机：通过两相电压的不同相位来驱动电机；
- 三相互感式步进电机：通过三相电压的不同相位来驱动电机。
4. 根据转子步距角度大小不同，可以分为：
- 全步进电机（通常为1.8度或0.9度）：每个控制信号驱动后旋转一个步距角；
- 半步进电机：每个控制信号驱动后旋转半个步距角。
步进电机具有定位准确、精度高、不需要反馈等特点，被广泛应用于打印机、数控机床、自动化设备等领域。
步进电机介绍
基于PLC的步进电机运动控制一、步进电机工作原理1. 步进电机简介步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。
可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。
这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。
使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单2. 步进电机的运转原理及结构电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。
0、1/3て、2/3て,即A与齿1相对齐，B与齿2向右错开1/3て，C与齿3向右错开2/3て，A‘与齿5相对齐，（A‘就是A，齿5就是齿1）3. 旋转如A相通电，B，C相不通电时，由于磁场作用，齿1与A对齐，（转子不受任何力，以下均同）。
如B相通电，A，C相不通电时，齿2应与B对齐，此时转子向右移过1/3て，此时齿3与C偏移为1/3て，齿4与A偏移（て-1/3て）=2/3て。
如C相通电，A，B相不通电，齿3应与C对齐，此时转子又向右移过1/3て，此时齿4与A偏移为1/3て对齐。
如A相通电，B，C相不通电，齿4与A对齐，转子又向右移过1/3て这样经过A、B、C、A分别通电状态，齿4（即齿1前一齿）移到A相，电机转子向右转过一个齿距，如果不断地按A，B，C，A……通电，电机就每步（每脉冲）1/3て,向右旋转。
如按A，C，B，A……通电，电机就反转。
由此可见：电机的位置和速度由导电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。
而方向由导电顺序决定。
步进电机的静态指标术语拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍运行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A. 步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移用θ表示。
步进电机百科
步进电机百科
特点
1、一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。
2、步进电机外表允许的最高温度。
步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点；一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的甚至高达摄氏200度以上，所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。
3、步进电机的力矩会随转速的升高而下降。
当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。
在它的作用下，电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。
步进电机
A B' C A' C' B
B、C相同时通电， C' 、C 磁极拉住1、3 齿，B、B' 磁极拉住 2、4齿，转子再转过 15。
三相反应式步进电动机的一个通电循环周 期如下：AAB B BC C CA，每个循 环周期分为六拍。每拍转子转过15（步距角）， 一个通电循环周期(6拍)转子转过90 。 与单三拍相比，六拍驱动方式的步进角更 小，更适用于需要精确定位的控制系统中。
步进电动机
步进电机是利用电磁铁的作用原理，将脉冲 信号转换为线位移或角位移的电机。每来一个电脉 冲，步进电机转动一定角度，带动机械移动一小段 距离。 特点: (1) 来一个脉冲，转一个步距角。 (2) 控制脉冲频率，可控制电机转速。 (3) 改变脉冲顺序，可改变转动方向。
由于步进电动机的这一工作职能正好符合 数字控制系统要求，因此它在数控机床、钟表工 业及自动记录仪等方面都有很广泛的应用。
加到放大器上，使各相绕组按一定的顺序和时间导通 和断开，并根据指令使电动机正转或反转，实现确定
的运行方式。环形分配器可以由硬件和软件两种方式
实现。
从以上对步进电机三种驱动方式的分析可 得步距角计算公式：
360 Zr N
—步距角
Zr —转子齿数
N —每个通电循环周期的拍数
实用步进电机的步距角多为3和1.5 。为了 获得小步距角，电机的定子、转子都做成多齿的。
步进电机应用举例
步进电动机系统构成
二、步进电动机的环形分配器
环形分配器是根据指令把脉冲信号按一定的逻辑关系
转子
一、工作原理 1.三相单三拍
“三相”指三相步进电机；“单”指每次只能一相绕 组通电；“三拍”指通电三次完成一个通电循环。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
步进电机求助编辑百科名片步进电机步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
目录工作原理1分类永磁式步进电机1反应式步进电机1混合式步进电机变频器对步进电机的节能改造1基本原理反应式步进电机1感应子式步进电机1步进电机的一些基本参数电机固有步距角1步进电机的相数1保持转矩（HOLDING TORQUE）步进电机特点1步进电机小知识什么是步进电机1步进电机分哪几种1什么是保持转矩（HOLDING TORQUE）1什么是DETENT TORQUE1步进电机精度为多少？是否累积1步进电机的外表温度允许达到多少1为什么步进电机的力矩会随转速的升高而下降1为什么步进电机高于一定速度就无法启动1如何克服两相混合式步进电机的振动和噪声1细分驱动器的细分数是否能代表精度1串联接法和并联接法有什么区别1如何确定步进电机驱动器的直流供电电源1混合式步进电机驱动器的脱机信号FREE使用1如何调整两相步进电机通电转动方向步进电机的主要特性o步进电机控制例子1步进电机优缺点优点1缺点o1步进电机驱动方法1、单电压功率驱动接口?12、双电压功率驱动接口?13、高低压功率驱动接口?14、斩波恒流功率驱动接口?15、升频升压功率驱动接口?16、集成功率驱动接口?oo步进电机驱动器的特点?o步进电机驱动要求o最新技术发展展开编辑本段工作原理步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。
它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。
因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。
步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制系统中。
随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。
编辑本段分类现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。
永磁式步进电机永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度；永磁式步进电动机输出力矩大，动态性能好，但步距角大。
反应式步进电机反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。
反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。
反应式步进电动机结构简单，生产成本低，步距角小；但动态性能差。
混合式步进电机混合式步进电动机综合了反应式、永磁式步进电动机两者的优点，它的步距角小，出力大，动态性能好，是目前性能最高的步进电动机。
它有时也称作永磁感应子式步进电动机。
它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。
这种步进电机的应用最为广泛。
编辑本段变频器对步进电机的节能改造三相步进电机专用变频器特点：步进电机变频器■低频转矩输出180% ，低频运行特性良好■输出频率最大600Hz，可控制高速电机■全方位的侦测保护功能(过压、欠压、过载)瞬间停电再起动■加速、减速、动转中失速防止等保护功能■电机动态参数自动识别功能，保证系统的稳定性和精确性■高速停机时响应快■丰富灵活的输入、输出接口和控制方式，通用性强■采用SMT 全贴装生产及三防漆处理工艺，产品稳定度高■全系列采用最新西门子IGBT功率器件，确保品质的高质量编辑本段基本原理通常电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。
该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。
当定子的矢量磁场旋转一个角度。
转子也随着该磁场转一个角度。
每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。
它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。
改变绕组通电的顺序，电机就会反转。
所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。
反应式步进电机由于反应式步进电机工作原理比较简单。
下面先叙述三相反应式步进电机原理。
1、结构：电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。
0、1/3て、2/3て,（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示），即A与齿1相对齐，B与齿2向右错开1/3て，C与齿3向右错开2/3て，A'与齿5相对齐，（A'就是A，齿5就是齿1）下面是定转子的展开图：2、旋转：如A相通电，B，C相不通电时，由于磁场作用，齿1与A对齐，（转子不受任何力以下均同）。
如B相通电，A，C相不通电时，齿2应与B对齐，此时转子向右移过1/3て，此时齿3与C偏移为1/3て，齿4与A偏移（て-1/3て）=2/3て。
如C相通电，A，B相不通电，齿3应与C对齐，此时转子又向右移过1/3て，此时齿4与A偏移为1/3て对齐。
如A相通电，B，C相不通电，齿4与A对齐，转子又向右移过1/3て这样经过A、B、C、A分别通电状态，齿4（即齿1前一齿）移到A相，电机转子向右转过一个齿距，如果不断地按A，B，C，A……通电，电机就每步（每脉冲）1/3て,向右旋转。
如按A，C，B，A……通电，电机就反转。
由此可见：电机的位置和速度由导电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。
而方向由导电顺序决定。
不过，出于对力矩、平稳、噪音及减少角度等方面考虑。
往往采用A-AB-B-BC－C-CA-A这种导电状态，这样将原来每步1/3て改变为1/6て。
甚至于通过二相电流不同的组合，使其1/3て变为1/12て，1/24て，这就是电机细分驱动的基本理论依据。
不难推出：电机定子上有m相励磁绕阻，其轴线分别与转子齿轴线偏移1/m,2/m……(m-1)/m,1。
并且导电按一定的相序电机就能正反转被控制——这是旋转的物理条件。
只要符合这一条件我们理论上可以制造任何相的步进电机，出于成本等多方面考虑，市场上一般以二、三、四、五相为多。
3、力矩：电机一旦通电，在定转子间将产生磁场（磁通量Ф）当转子与定子错开一定角度产生力F与（dФ/dθ）成正比S 其磁通量Ф=Br*S Br为磁密，S为导磁面积F与L*D*Br成正比L为铁芯有效长度，D为转子直径Br=N·I/R N·I为励磁绕阻安匝数（电流乘匝数）R为磁阻。
力矩=力*半径力矩与电机有效体积*安匝数*磁密成正比（只考虑线性状态）因此，电机有效体积越大，励磁安匝数越大，定转子间气隙越小，电机力矩越大，反之亦然。
感应子式步进电机1、特点：感应子式与传统的反应式相比，结构上转子加有永磁体，以提供软磁材料的工作点，而定子激磁只需提供变化的磁场而不必提供磁材料工作点的耗能，因此该电机效率高，电流小，发热低。
因永磁体的存在，该电机具有较强的反电势，其自身阻尼作用比较好，使其在运转过程中比较平稳、噪音低、低频振动小。
感应子式某种程度上可以看作是低速同步的电机。
一个四相电机可以作四相运行，也可以作二相运行。
（必须采用双极电压驱动），而反应式电机则不能如此。
例如：四相，八相运行（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A）完全可以采用二相八拍运行方式.不难发现其条件为C=,D=. 一个二相电机的内部绕组与四相电机完全一致，小功率电机一般直接接为二相，而功率大一点的电机，为了方便使用，灵活改变电机的动态特点，往往将其外部接线为八根引线（四相），这样使用时，既可以作四相电机使用，可以作二相电机绕组串联或并联使用。
2、分类感应子式电机以相数可分为：二相电机、三相电机、四相电机、五相电机等。
以机座号（电机外径）可分为：42BYG(BYG 为感应子式步进电机代号）、57BYG、86BYG、110BYG、（国际标准），而像70BYG、90BYG、130BYG等均为国内标准。
3、步进电机的静态指标术语相数：产生不同对极N、S 磁场的激磁线圈对数。
常用m表示。
拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍运行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A. 步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移用θ表示。
θ=360度（转子齿数J*运行拍数），以常规二、四相，转子齿为50齿电机为例。
四拍运行时步距角为θ=360度/（50*4）=1.8度（俗称整步），八拍运行时步距角为θ=360度/（50*8）=0.9度（俗称半步）。
定位转矩：电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩（由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的）静转矩：电机在额定静态电作用下，电机不作旋转运动时，电机转轴的锁定力矩。
此力矩是衡量电机体积（几何尺寸）的标准，与驱动电压及驱动电源等无关。
虽然静转矩与电磁激磁安匝数成正比，与定齿转子间的气隙有关，但过分采用减小气隙，增加激磁安匝来提高静力矩是不可取的，这样会造成电机的发热及机械噪音。
4、动态指标及术语：1、步距角精度：步进电机每转过一个步距角的实际值与理论值的误差。
用百分比表示：误差/步距角*100%。
不同运行拍数其值不同，四拍运行时应在5%之内，八拍运行时应在15%以内。
2、失步：电机运转时运转的步数，不等于理论上的步数。
称之为失步。
3、失调角：转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度，电机运转必存在失调角，由失调角产生的误差，采用细分驱动是不能解决的。
4、最大空载起动频率：电机在某种驱动形式、电压及额定电流下，在不加负载的情况下，能够直接起动的最大频率。
5、最大空载的运行频率：电机在某种驱动形式，电压及额定电流下，电机不带负载的最高转速频率。
6、运行矩频特性：电机在某种测试条件下测得运行中输出力矩与频率关系的曲线称为运行矩频特性，这是电机诸多动态曲线中最重要的，也是电机选择的根本依据。
如下图所示：其它特性还有惯频特性、起动频率特性等。
电机一旦选定，电机的静力矩确定，而动态力矩却不然，电机的动态力矩取决于电机运行时的平均电流（而非静态电流），平均电流越大，电机输出力矩越大，即电机的频率特性越硬。
如下图所示：其中，曲线3电流最大、或电压最高;曲线1电流最小、或电压最低，曲线与负载的交点为负载的最大速度点。