步进电机原理及使用说明（三）

 续步进电机原理及使用说明（二） 

4、特点

感应子式步进电机与传统的反应式步进电机相比，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。

感应子式步进电机某种程度上可以看作是低速同步电机。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=A ,D=B . 一个二相电机的内部绕组与四相电机完全一致（二相电机的绕组见图2），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，更可以作二相电机绕组串联或并联使用,灵活的改变电机的性能。

5、分类 感应子式步进电机以相数可分为：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。

6、步进电机静态指标术语

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，但过份采用减小气隙，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。

7、步进电机动态指标术语

（1）步距角精度

 单步误差：步进电机每转过一个步距角的实际值与理论值的误差称之为单步误差。用百分比表示：误差值/步距角*100%。不同的细分驱动器和不同的细分数其值不同。

累积误差：步进电机转过的实际角度值与理论值的最大误差称之为累积误差，其值为单步误差值的总和的最大值。以具体角度值表示。它比单步误差更为重要。

（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）最大空载启动频率

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，这是电机诸多动态性能特性曲线中最重要的，也是电机选择的根本依据。其它性能特性还有惯频特性、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。

（7）电机的共振点

 步进电机均有固定的共振区域，二、四相感应子式步进电机的共振区一般在180-250pps之间（步距角1.8度）或在400pps左右（步距角为0.9度），电机驱动电压越高，电机电流越大，负载越轻，电机体积越小，则共振区向上偏移，反之亦然，为使电机输出电矩大，不失步和整个系统的噪音降低，一般工作点均应偏移共振区较多。

（8）频噪特性

电机在某种测试条件下测得运行中的噪音和频率关系曲线称为噪频特性。它和电机驱动器的关系非常大。这一品质特性在许多场合非常重要。

（9）温频特性

电机在某种测试条件下测得运行中的温升和频率关系曲线称为温频特性。低速时主要取决于驱动器。电机的温升直接影响使用寿命。大功率电机也影响能耗较多。

（10）电机正反转控制

当电机绕组通电时序为AB-BC-CD-DA或(AB-AB-A B-AB)时为正转，通电时序为DA-CA-BC-AB或( AB-AB-AB-AB)时为反转。