什么是步进电机,步进电机是什么工作原理 步进电机是什么

什么是步进电机,步进电机是什么工作原理

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。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。

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。

　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。

延伸阅读

步进电机调试方法

工具/原料

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1、电源：选用直流24V的开关电源，供控制器使用，或者与步进电机共用一个开关电源。 2、步进电机：根据需要的扭矩大小，选择适合实际需要的步进电机和配套的步进电机驱动器。步进电机无论扭矩大小、电压高低都可以控制。 3、控制器：选择表控TPC12-12TD的控制器，或根据需要选择合适路数的控制器。型号有TPC4-4TD、TPC8-8TD、TPC12-12TD、TPC16-16TD、TPC20-20或TPC24-24TD的控制器，路数从4路至24路的控制器，根据需要选择。 4、感应开关：可以使用磁性开关、接近开关、光电开关等，根据实际需要来选择。可以使用两线或三线的感应开关，电压选用直流24V供电的，三线的感应开关选用NPN型常开的。 5、开关：根据实际需要选择启动开关、停止开关、暂停开关、手动开关等待，完全根据实际需要来选配，不需要的就不必选配。一般的开关使用不带自锁的按钮开关，暂停、手动开关使用带自锁的按钮开关。 上述的几项原料基本都是必须品，很简单，不需要的不必配置。

方法/步骤

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接线：

参考表控的步进电机接线图，电子版说明书中有单轴、两轴和4轴的接线图。

接线比较简单，主要分为电源、输出和输入三部分的接线。最关键的接线是表控输出信号到驱动器输入端的信号线。接线的原则是：驱动器脉冲和方向输入信号的正极都接到表控的5V电压端子上，脉冲和方向的负极分别接到表控的输出端Y输出端上。表控的脉冲输出端是Y1——Y4可以输出脉冲，其他输出端不能输出脉冲可以输出方向信号。

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安装功能设置表：

在电脑上安装表控的功能设置表软件。

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测试：

运行功能设置表，设置一行功能数据就可以进行测试。

设置很简单，选择输入端X1为启动开关，选择输出端为Y1输出脉冲，设置频率为2000赫兹，脉冲数设置为10万个脉冲。这样就完成了测试的设置。

频率决定步进电机的转速，脉冲个数是运行的距离或尺寸。

连接好数据线，一端插到电脑的USB接口上，另一端插到控制器的下载接口上，点击连接和下载按钮，按一下输入端X1的按钮开关，点击就会旋转，这样就通过了测试，证明接线、供电和设置都没什么问题了。

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设置实际需要的功能：

根据需要的功能，从第一个动作开始设置，推荐设置一个动作就下载到控制器中测试一下，没有问题就设置下一个动作，然后在测试。

请问步进电机没力是什么问题

答：一、控制脉冲频率高，此时转子的加速度小于步进电机定子旋转磁场的速度。解决方法：

1、降低脉冲频率，别认为麻烦，调试步进电机大部分是调节脉冲频率的过程

2、如果不想因降低频率而造成速度太低，那么加大步进电机供电电流

3、减轻电机的负载

二、控制脉冲频率低，此时转子的速度高于步进电机定子旋转磁场的速度。

解决方法：

1、提高脉冲频率

2、不想太高速，那么减小步进电机供电电流。

3，上面两者都不能调节，换力矩小的电机。

步进电机给脉冲不转什么原因

1. 检查电机本身是否出现轴承生锈、退磁、短路等故障。

2. 检查电流是否过小，电流过小将无法带动电机运转。

3. 检查电机线路是否接错或接触不良，如果正在使用的电机突然停转，优先检查驱动线路是否破损或断开。

4. 检查保险丝是否烧毁，若是则更换保险丝后电机即可恢复运转。

5. 检查脉冲频率是否过高，过高的脉冲频率同样会使电机不转。

6. 检查电机力矩是否足够带动负载，步进电机如果负载过重运行将可能造成停转。

7. 检查电源灯是否亮起，若电源灯不亮则说明电源发生了故障，检查供电电路是否有问题。

8. 检查TM灯是否亮起，若电源灯亮而TM灯常亮或不亮则说明信号电路发生故障，检查信号电路是否接好，检查信号驱动能力是否正常。

9. 检查OC灯是否亮起，若OC灯不亮则说明驱动器保护出了问题，检查电流是否过大、线路是否接错、电源是否过低，尝试重新上电。

10. 检查电源开关是否正常，打开电源开关，用万用表的欧姆档测开关输入端与输出端电阻，若电阻显示无穷大则说明电源开关损坏，更换电源开关即可恢复。

11. 检查霍尔转把是否正常，用万用表的直流电压档测转把输出端绿色线的电压，如果有1~4.2V电压输出则为正常，没有电压输出说明转把损坏，进行更换即可。

12. 检查控制器是否正常，用万用表的直流电压档测控制器输出端红色线，如果测得5 V左右电压则为正常，没有电压输出说明控制器损坏，进行更换即可。

13. 检查电机接线头是否有松动的情况，检查是否有触点接触不良的问题。

14. 检查电机是否烧坏，接好除电机与控制器之间以外的线，缓慢转动电机，通过万用表测得霍尔线的电压是否变化，如有一相没变化则说明霍尔元件被烧毁了，更换电机即可。

步进电机型号和意义

步进电机型号和意义如下:

步进电机型号由4部分组成，分别代表机座号、电机类型（BYF代表混合式，BC代表反应式）、相数、电机转子齿数。

1、机座号：又叫电机外径，一共有28、42、57、86、110、130型号。

2、电机类型

反应式：定子上有绕组、转子由软磁材料组成。结构简单、成本低、步距角小，可达1.2°、但动态性能差、效率低、发热大，可靠性难保证。

永磁式：永磁式步进电机的转子用永磁材料制成，转子的极数与定子的极数相同。其特点是动态性能好、输出力矩大，但这种电机精度差，步矩角大（一般为7.5°或15°）。

混合式：混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点，其定子上有多相绕组、转子上采用永磁材料，转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。其特点是输出力矩大、动态性能好，步距角小，但结构复杂、成本相对较高。

3、相数：产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。常用m表示。

4、转子齿数

转子齿数是指定转子铁芯上转子小齿的数量。转子齿数的不同会改变单相各个线圈之间的互补性；改变线圈所匝链的磁链的极性，对单相线圈磁链的谐波成分造成影响，进而对电机的谐波特性造成影响，还影响电机的功率密度。

扩展资料

步进电机有步距角（涉及到相数）、静转矩、及电流三大要素组成。 三大要素确定，步进电机的型号便确定下来了。

1、步距角的选择

电机的步距角取决于负载精度的要求，将负载的最小分辨率（当量）换算到电机轴上，每个当量电机应走多少角度（包括减速）。电机的步距角应等于或小于此角度。

2、静力矩的选择

静力矩选择的依据是电机工作的负载，而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种。单一的惯性负载和单一的摩擦负载是不存在的。直接起动时（一般由低速）时二种负载均要考虑，加速起动时主要考虑惯性负载，恒速运行进只要考虑摩擦负载。

3、电流的选择

静力矩一样的电机，由于电流参数不同，其运行特性差别很大，可依据矩频特性曲线图，判断电机的电流。

步进电机有什么优点和特点

无需编码器等反馈器件即可实现转速与转角（即位置）的控制（即开环控制），这是步进电机最大的特点。脉冲的频率决定电机的转速，而脉冲的个数决定电机的转角。同比直流伺服系统，步进电机具如下优势：

1、锁定位置时，电机不再耗电：步进电机特有的“静转矩”（又称“保持转矩”、“定位转矩”等），当电机停在某位置时，具有一定的锁定转矩。直流电机虽然也可通过驱动器锁定位置，但锁定时电机依然耗电；

2、体积小、寿命长：步进电机的寿命通常取决于轴承寿命，可达上万至数万小时，与等同尺寸的直流电机相比，步进电机的输出转矩更大。

3、成本低廉、驱动简单：由于是开环控制，省却了编码器等反馈器件，所以既简化了系统组成，又能有效降低成本。

但步进电机的旋转是一个高速重复的“启—停—启—停”过程，所以转动平滑性不如直流电机。步进电机还有一个谐振频率，当电机在某转速区间工作时，驱动的脉冲可能产生谐振而让电机抖动。另外，一旦发生某一脉冲未能驱动电机（俗称“丢步”，可能因干扰信号等而出现）时，开环系统无法检测和补偿。该问题虽然可以通过加装编码器等来解决，但这将导致成本上升，并且需要更复杂的驱动电路。

步进电机优缺点

步进电机优点

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．由于每步的精度在百分之三到百分之五，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．优秀的起停和反转响应；

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；

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。

步进电机缺陷

1．如果控制不当容易产生共振；2．难以运转到较高的转速。

3.难以获得较大的转矩

4.在体积重量方面没有优势，能源利用率低。

5.超过负载时会破坏同步，高速工作时会发出振动和噪声。

步进电机为什么发热严重

　　步进电机发热严重的原因有这几个方面：

　　1、驱动器所设的电流比电机的额定电流大。

　　2、电机的转速过快。

　　3、电机本身的惯量和定位转矩大，所以即使是中速运转也会发热，但不影响电机的寿命

　　电机的退磁点在130-200℃，所以电机在70-90℃属于正常现象，只要小于130℃就一般没有什么问题，如果真的感觉过热，就把驱动器的电流设成电机额定电流的70%左右或者电机的转速降低一些。

　　备注：一般情况下发热由以上几点造成，但无需过度担心，均是功率较大的缘故，如果过烫，可以关闭电源冷却后再使用。

什么叫步进电动机

科技名词定义 中文名称：步进电动机 英文名称：stepping motor 定义：将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的控制电动机。

所属学科：机械工程（一级学科）；仪器仪表元件（二级学科）；仪表电机（三级学科） 步进电动机是将电脉冲激励信号转换成相应的角位移或线位移的离散值控制电动机，这种电动机每当输入一个电脉冲就动一步，所以又称脉冲电动机。简介　　步进电动机（stepping motor） 步进电动机把电脉冲信号变换成角位移以控制转子转动的微特电机。在自动控制装置中作为执行元件。每输入一个脉冲信号，步进电动机前进一步，故又称脉冲电动机。步进电动机多用于数字式计算机的外部设备，以及打印机、绘图机和磁盘等装置。　　步进电动机的驱动电源由变频脉冲信号源、脉冲分配器及脉冲放大器组成，由此驱动电源向电机绕组提供脉冲电流。步进电动机的运行性能决定于电机与驱动电源间的良好配合。