步進(jìn)電機(jī)的案例
步進(jìn)電機(jī)的硬件電路設(shè)計(jì) 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理及方法
[導(dǎo)讀] 步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制電流，用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才能正常工作，驅(qū)動(dòng)器就是為步進(jìn)電機(jī)分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制器。
步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制電流，用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才能正常工作，驅(qū)動(dòng)器就是為步進(jìn)電機(jī)分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制器。雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能像普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。
步進(jìn)電機(jī)的硬件電路設(shè)計(jì)
1、單片機(jī)的選擇
本次設(shè)計(jì)以CPU選用89C5l作為步進(jìn)電機(jī)的控制芯片．89C51的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并可以在編程器上實(shí)現(xiàn)閃爍式的電擦寫達(dá)幾萬次以上．使用方便等優(yōu)點(diǎn)，而且完全兼容MCS5l系列單片機(jī)的所有功能。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—FAlsh ProgrAmmABle And ErAsABle ReAd Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案
1.1單片機(jī)的引腳功能：
（1）VCC（40）：電源+5V。
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[導(dǎo)讀] 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機(jī)，是現(xiàn)代數(shù)字程序控制系統(tǒng)中的主要執(zhí)行元件，應(yīng)用極為廣泛。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響。
步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機(jī)，是現(xiàn)代數(shù)字程序控制系統(tǒng)中的主要執(zhí)行元件，應(yīng)用極為廣泛。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。
步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制電流，用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才能正常工作，驅(qū)動(dòng)器就是為步進(jìn)電機(jī)分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制器。
雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能像普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。
步進(jìn)電機(jī)基本原理
工作原理
通常電機(jī)的轉(zhuǎn)子為永磁體，當(dāng)電流流過定子繞組時(shí)，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度，使得轉(zhuǎn)子的一對(duì)磁場(chǎng)方向與定子的磁場(chǎng)方向一致。當(dāng)定子的矢量磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。轉(zhuǎn)子也隨著該磁場(chǎng)轉(zhuǎn)一個(gè)角度。
展開 步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的區(qū)別，你知道嗎？
3、轉(zhuǎn)速與過載能力
步進(jìn)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候容易出現(xiàn)低頻振動(dòng)，所以當(dāng)步進(jìn)電機(jī)在低速工作時(shí)候，通常還需采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象，比如在電機(jī)上加阻尼器或驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分技術(shù)等，而伺服電機(jī)則沒有這種現(xiàn)象的發(fā)生，其閉環(huán)控制的特性決定了其在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)保持優(yōu)秀的性能。兩者的矩頻特性不同，一般伺服電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速要大于步進(jìn)電機(jī)。
步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的升高而下降，而伺服電機(jī)則是恒力矩輸出的，所以步進(jìn)電機(jī)一般沒有過載能力，而交流伺服電機(jī)的過載能力卻較強(qiáng)。
4、運(yùn)行性能
步進(jìn)電機(jī)一般是開環(huán)控制，在啟動(dòng)頻率過高或者負(fù)載過大的情況下會(huì)出現(xiàn)失步或堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象，所以使用時(shí)需要處理好速度問題或者增加編碼器閉環(huán)控制，查看什么是閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)。而伺服電機(jī)采用的是閉環(huán)控制，更容易控制，不存在失步現(xiàn)象。
5、成本
步進(jìn)電機(jī)在性價(jià)比上是有優(yōu)勢(shì)的，要實(shí)現(xiàn)相同功能的情況下伺服電機(jī)的價(jià)格要大于同功率的步進(jìn)電機(jī)，伺服電機(jī)的高響應(yīng)、高速性及高精度的優(yōu)點(diǎn)決定了產(chǎn)品的價(jià)格高昂，這是無可避免的。
綜上所述，步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)無論是從工作原理、控制精度、過載能力、運(yùn)行性能及成本方面來說都存在有較大的差異之處。但是兩者各有優(yōu)勢(shì)，用戶如果想要從中做出選擇就需要結(jié)合自身的實(shí)際需求和應(yīng)用場(chǎng)景。
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展開 步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 步進(jìn)電機(jī)的開環(huán)控制解析
[導(dǎo)讀] 步進(jìn)電機(jī)又稱為脈沖電機(jī)，基于最基本的電磁鐵原理，它是一種可以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵，其動(dòng)作原理是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。其原始模型是起源于年至年間。年前后開始以控制為目的的嘗試，應(yīng)用于氫弧燈的電極輸送機(jī)構(gòu)中。
步進(jìn)電機(jī)又稱為脈沖電機(jī)，基于最基本的電磁鐵原理，它是一種可以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵，其動(dòng)作原理是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。其原始模型是起源于年至年間。年前后開始以控制為目的的嘗試，應(yīng)用于氫弧燈的電極輸送機(jī)構(gòu)中。這被認(rèn)為是最初的步進(jìn)電機(jī)。二十世紀(jì)初，在電話自動(dòng)交換機(jī)中廣泛使用了步進(jìn)電機(jī)。由于西方資本主義列強(qiáng)爭(zhēng)奪殖民地，步進(jìn)電機(jī)在缺乏交流電源的船舶和飛機(jī)等獨(dú)立系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。二十世紀(jì)五十年代后期晶體管的發(fā)明也逐漸應(yīng)用在步進(jìn)電機(jī)上，對(duì)于數(shù)字化的控制變得更為容易。到了八十年代后，由于廉價(jià)的微型計(jì)算機(jī)以多功能的姿態(tài)出現(xiàn)，步進(jìn)電機(jī)的控制方式更加靈活多樣。
步進(jìn)電機(jī)相對(duì)于其它控制用途電機(jī)的最大區(qū)別是，它接收數(shù)字控制信號(hào)電脈沖信號(hào)并轉(zhuǎn)化成與之相對(duì)應(yīng)的角位移或直線位移，它本身就是一個(gè)完成數(shù)字模式轉(zhuǎn)化的執(zhí)行元件。而且它可開環(huán)位置控制，輸入一個(gè)脈沖信號(hào)就得到一個(gè)規(guī)定的位置增量，這樣的所謂增量位置控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的直流控制系統(tǒng)相比，其成本明顯減低，幾乎不必進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整。步進(jìn)電機(jī)的角位移量與輸入的脈沖個(gè)數(shù)嚴(yán)格成正比，而且在時(shí)間上與脈沖同步。因而只要控制脈沖的數(shù)量、頻率和電機(jī)繞組的相序，即可獲得所需的轉(zhuǎn)角、速度和方向。
我國(guó)的步進(jìn)電機(jī)在二十世紀(jì)七十年代初開始起步，七十年代中期至八十年代中期為成品發(fā)展階段，新品種和高性能電機(jī)不斷開發(fā)，目前，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是永磁材料、半導(dǎo)體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使步進(jìn)電機(jī)在眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
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步進(jìn)電機(jī)接線圖，8線步進(jìn)電機(jī)接線圖圖解
銅損和鐵損都會(huì)以發(fā)熱的形式表現(xiàn)出來，從而影響電機(jī)的效率。步進(jìn)電機(jī)一般追求定位精度和力矩輸出，效率比較低，電流一般比較大，且諧波成分高，電流交變的頻率也隨轉(zhuǎn)速而變化，因而步進(jìn)電機(jī)普遍存在發(fā)熱情況，且情況比一般交流電機(jī)嚴(yán)重。
步進(jìn)電機(jī)接線圖
8線步進(jìn)電機(jī)接線圖圖解
在沒有電機(jī)說明書時(shí)，可以用萬用表確認(rèn)電機(jī)8引線的極性，具體步驟如下：
A．先用萬用表測(cè)量8個(gè)引線之間的電阻，可判斷出4組線圈引線；
B．由于只接1、6，2、8或1、6，7、4二個(gè)線圈電機(jī)也能正常轉(zhuǎn)動(dòng)，所以，在4個(gè)線圈中任選2個(gè)，接在驅(qū)動(dòng)器上；
如果電機(jī)不轉(zhuǎn)，說明這2組線圈是A相線圈；另外2個(gè)線圈是B相的2個(gè)線圈；
如果電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，說明這2個(gè)線圈一個(gè)是A相，一個(gè)是B相線圈；
C．接2組線圈讓電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后，再?gòu)氖Ｏ碌?個(gè)線圈中任選一個(gè)線圈，串聯(lián)在A相線圈上，如果電機(jī)電機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)了，說明該線圈是A相的另一個(gè)線圈；
如果電機(jī)不轉(zhuǎn)，將這個(gè)線圈的正負(fù)對(duì)調(diào)后再試一次，如果電機(jī)還不轉(zhuǎn)，說明該線圈是B相的另一個(gè)線圈。
D．用上述同樣方法，可以確定最后一個(gè)線圈的極性。
四相八線步進(jìn)電機(jī)接法 ：F1、F2接勵(lì)磁電源，H1和C1用連線連起來，H2、C2接直流電源。如果需要反轉(zhuǎn)只需改換一下連線這就是：將H1和C2連起來，H2、C1接直流電源就可以了。
四相八線和兩相四線步進(jìn)電機(jī)的區(qū)別：
兩相步進(jìn)電機(jī)在定子上只有兩個(gè)繞組，有四根出線，整步為1.8°，半步為0.9°。在驅(qū)動(dòng)器中，只要對(duì)兩相繞組電流通斷和電流方向進(jìn)行控制就可以了。而四相步進(jìn)電機(jī)在定子上有四個(gè)繞組，有八根出線，整步為0.9°，半步為0.45°，不過驅(qū)動(dòng)器中需要對(duì)四個(gè)繞組進(jìn)行控制，電路相對(duì)復(fù)雜了。
展開 步進(jìn)電機(jī)知識(shí)詳解，再不怕看不懂步進(jìn)電機(jī)了！
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伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的區(qū)別
步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)在工業(yè)傳動(dòng)控制領(lǐng)域都是重要的控制部件，應(yīng)用面廣泛。但是步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)有什么不同呢？
只有明白了步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的不同之處，才能夠準(zhǔn)確的判斷是采用步進(jìn)電機(jī)呢還是伺服電機(jī)。
我們先來看看步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的概念。
伺服電機(jī)可使控制速度，位置精度非常準(zhǔn)確，可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。
1，步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的控制精度不同。兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為1.8°，三相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角為1.2°。也有一些高性能的步進(jìn)電機(jī)步距角更小。
交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。對(duì)于帶標(biāo)準(zhǔn)2500線編碼器的伺服電機(jī)而言，由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當(dāng)量為360°/10000=0.036°。
對(duì)于絕大多數(shù)用戶而言，無論是機(jī)械傳動(dòng)精度，還是光電傳感器來定位精度，都沒有步進(jìn)電機(jī)伺服電機(jī)的物理精度高，單方面追求電機(jī)的最高精度是沒有必要的。
2，步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)矩頻特性不同。
步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在0～900RPM。交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為1000~3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩。
3，步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)過載能力不同。
4，步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)運(yùn)行性能不同。步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問題。,
5，交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。
展開 步進(jìn)電機(jī)開環(huán)伺服系統(tǒng)解析，開環(huán)步進(jìn)伺服系統(tǒng)的工作原理
[導(dǎo)讀] 步進(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng)是典型的開環(huán)控制系統(tǒng)，指令信號(hào)是單向流動(dòng)的。開環(huán)系統(tǒng)沒有位置和速度反饋回路，省去了檢測(cè)裝置，其精度主要由步進(jìn)電機(jī)來決定，速度也受到步進(jìn)電機(jī)性能的限制，系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，不需要像閉環(huán)伺服系統(tǒng)那樣進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)計(jì)計(jì)算與試驗(yàn)驗(yàn)證。
步進(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng)是典型的開環(huán)控制系統(tǒng)，指令信號(hào)是單向流動(dòng)的。開環(huán)系統(tǒng)沒有位置和速度反饋回路，省去了檢測(cè)裝置，其精度主要由步進(jìn)電機(jī)來決定，速度也受到步進(jìn)電機(jī)性能的限制，系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，不需要像閉環(huán)伺服系統(tǒng)那樣進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)計(jì)計(jì)算與試驗(yàn)驗(yàn)證。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)開環(huán)伺服系統(tǒng)由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用維護(hù)方便、可靠性高、制造成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，在中小型機(jī)床和速度、精度要求不十分高的場(chǎng)合，得到了廣泛的應(yīng)用。
1．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類和結(jié)構(gòu)
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的分類方式很多，根據(jù)不同的分類方式，可將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)分為多種類型，如表1所示。
步進(jìn)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上分為定子和轉(zhuǎn)子兩部分，現(xiàn)以圖2所示的反應(yīng)式三相步進(jìn)電機(jī)為例加以說明。定子上有六個(gè)磁極，每個(gè)磁極上繞有勵(lì)磁繞組，每相對(duì)的兩個(gè)磁極組成一相，分成A、B、C三相。在定子的每個(gè)磁極上開了5個(gè)小齒，齒寬相等，齒間夾角是9°。轉(zhuǎn)子無繞組，它是由帶齒的鐵心做成的。有均勻分布的40個(gè)小齒，齒間夾角也是9°。此外，定子磁極上的小齒在空間位置上依次錯(cuò)開1/3齒距。
2．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理
步進(jìn)電機(jī)是按電磁吸引的原理工作，現(xiàn)以反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)為例說明其工作原理。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的定子上有磁極，每個(gè)磁極上有激磁繞組，轉(zhuǎn)子無繞組，有周向均布的齒，依靠磁極對(duì)齒的吸合工作。如圖3所示為三相步進(jìn)電機(jī)，定子上有三對(duì)磁極，分成A、B、C三相。
步進(jìn)電機(jī)開環(huán)伺服系統(tǒng)
開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 如圖1所示
特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)、步進(jìn)電機(jī)，無位置速度反饋。
展開 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器與步進(jìn)電機(jī)，那些不得不說的事！
驅(qū)動(dòng)器電流選大了：慣量越大、電感增大，使電機(jī)運(yùn)行的時(shí)候會(huì)有沖力，導(dǎo)致系統(tǒng)不平衡。
3、細(xì)分參數(shù)列表（如下圖）：細(xì)分的概念是將上級(jí)裝置發(fā)出的每個(gè)脈沖按步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器設(shè)定的細(xì)分系數(shù)分成系數(shù)個(gè)脈沖輸出。
比如步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈為200個(gè)脈沖（電機(jī)轉(zhuǎn)一圈360°每接收一個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)1.8°），如果步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器細(xì)分倍數(shù)為32，那么步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器需要輸出6400個(gè)脈沖步進(jìn)電機(jī)才轉(zhuǎn)一圈。而用戶可以根據(jù)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器上的細(xì)分表設(shè)置撥碼開關(guān)（見下文），設(shè)置到自己需要的參數(shù)。
4、半流/全流模式設(shè)定：比如說一個(gè)電機(jī)的額定電流為4A，再有全流和半流設(shè)置的驅(qū)動(dòng)器里面，你設(shè)為4A實(shí)際上只有2-3A，這就是半流，全流的話就是4A，一般情況下我們都用半流，電機(jī)會(huì)平穩(wěn)些并且不會(huì)發(fā)熱，如果機(jī)械結(jié)構(gòu)特殊。就像垂直運(yùn)動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)就需要全流來增大電機(jī)的力矩，負(fù)面影響就是電機(jī)可能會(huì)很快就發(fā)熱。
5、電源接入端子（如下圖）：參照說明書說明，接上對(duì)應(yīng)的電源。常見有DC24V~110V、AC18V~220V。
6、接電機(jī)相線端子：接電機(jī)線。任意對(duì)調(diào)A相、或者B相繞組接線，可以改變電機(jī)運(yùn)行方向。不同電機(jī)繞組接線方式請(qǐng)參考兩相步進(jìn)電機(jī)接線分析。
7、脈沖/方向/使能信號(hào)端子（如下圖）：
補(bǔ)充：
1）有些品牌步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器上有模式設(shè)置表，在撥碼開關(guān)上設(shè)置對(duì)應(yīng)模式，本文以PUL+DIR指令模式為例。
2）還有些步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器輸入使能信號(hào)不可以設(shè)置；不導(dǎo)通使能信號(hào)，電機(jī)處于鎖軸狀態(tài)。導(dǎo)通使能信號(hào)，電機(jī)處于自由狀態(tài)。
展開 【電氣知識(shí)】步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的區(qū)別，你知道嗎？
3、轉(zhuǎn)速與過載能力
步進(jìn)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候容易出現(xiàn)低頻振動(dòng)，所以當(dāng)步進(jìn)電機(jī)在低速工作時(shí)候，通常還需采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象，比如在電機(jī)上加阻尼器或驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分技術(shù)等，而伺服電機(jī)則沒有這種現(xiàn)象的發(fā)生，其閉環(huán)控制的特性決定了其在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)保持優(yōu)秀的性能。兩者的矩頻特性不同，一般伺服電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速要大于步進(jìn)電機(jī)。
步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的升高而下降，而伺服電機(jī)則是恒力矩輸出的，所以步進(jìn)電機(jī)一般沒有過載能力，而交流伺服電機(jī)的過載能力卻較強(qiáng)。
4、運(yùn)行性能
步進(jìn)電機(jī)一般是開環(huán)控制，在啟動(dòng)頻率過高或者負(fù)載過大的情況下會(huì)出現(xiàn)失步或堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象，所以使用時(shí)需要處理好速度問題或者增加編碼器閉環(huán)控制，查看什么是閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)。而伺服電機(jī)采用的是閉環(huán)控制，更容易控制，不存在失步現(xiàn)象。
5、成本
步進(jìn)電機(jī)在性價(jià)比上是有優(yōu)勢(shì)的，要實(shí)現(xiàn)相同功能的情況下伺服電機(jī)的價(jià)格要大于同功率的步進(jìn)電機(jī)，伺服電機(jī)的高響應(yīng)、高速性及高精度的優(yōu)點(diǎn)決定了產(chǎn)品的價(jià)格高昂，這是無可避免的。
綜上所述，步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)無論是從工作原理、控制精度、過載能力、運(yùn)行性能及成本方面來說都存在有較大的差異之處。但是兩者各有優(yōu)勢(shì)，用戶如果想要從中做出選擇就需要結(jié)合自身的實(shí)際需求和應(yīng)用場(chǎng)景。
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展開 步進(jìn)電機(jī)的技術(shù)參數(shù) 控制及其應(yīng)用
[導(dǎo)讀] 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。
步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無累積誤差等特點(diǎn)。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變的非常的簡(jiǎn)單。
步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制電流，用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才能正常工作，驅(qū)動(dòng)器就是為步進(jìn)電機(jī)分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制器。
雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能像普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。
步進(jìn)電機(jī)從其結(jié)構(gòu)形式上可分為反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（Variable Reluctance，VR）、永磁式步進(jìn)電機(jī)Permanent Magnet，PM）、混合式步進(jìn)電機(jī)（Hybrid Stepping，HS）、單相步進(jìn)電機(jī)、平面步進(jìn)電機(jī)等多種類型，在我國(guó)所采用的步進(jìn)電機(jī)中以反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)為主。
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步進(jìn)電機(jī)知識(shí)詳解，再不怕看不懂步進(jìn)電機(jī)了！
課程簡(jiǎn)介
該課程講解西門子S7-200SMART系列PLC如何實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)完成定位控制，課程詳解步進(jìn)驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)、細(xì)分的設(shè)置方法、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器與步進(jìn)電機(jī)的接線、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)與PLC的接線、PLC中運(yùn)動(dòng)向?qū)У呐渲谩LC運(yùn)動(dòng)控制程序的設(shè)計(jì)及配合步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制調(diào)試等等。
基于FPGA的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案
[導(dǎo)讀] 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機(jī)，輸入脈沖總數(shù)控制步進(jìn)電機(jī)的總旋轉(zhuǎn)角度，電機(jī)的速度由每秒輸入脈沖數(shù)目所決定，因此易實(shí)現(xiàn)機(jī)械位置的精準(zhǔn)控制。而且由于步進(jìn)電機(jī)價(jià)格低廉、可控性強(qiáng)等特點(diǎn)，使其在數(shù)控機(jī)床傳送控制等自動(dòng)控制領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。但隨著技術(shù)的發(fā)展以及企業(yè)生產(chǎn)的要求，步進(jìn)電機(jī)傳統(tǒng)的以單片機(jī)等微處理器為核心單元的控制系統(tǒng)暴露出了如下缺點(diǎn)：控制策略單一不利于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，而且控制電路復(fù)雜、控制精度低、生產(chǎn)成本高，系統(tǒng)穩(wěn)定性不夠，步進(jìn)分辨率低、缺乏靈活性，低頻時(shí)的振蕩和噪聲大，而且受步進(jìn)電機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)和空間的限制，步進(jìn)電機(jī)的步距角不可能無限的小，難以滿足高精度開環(huán)控制的需求。由于FPGA編程方式簡(jiǎn)單，開發(fā)周期短，可靠性高，使其在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛。
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步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機(jī)，輸入脈沖總數(shù)控制步進(jìn)電機(jī)的總旋轉(zhuǎn)角度，電機(jī)的速度由每秒輸入脈沖數(shù)目所決定，因此易實(shí)現(xiàn)機(jī)械位置的精準(zhǔn)控制。而且由于步進(jìn)電機(jī)價(jià)格低廉、可控性強(qiáng)等特點(diǎn)，使其在數(shù)控機(jī)床傳送控制等自動(dòng)控制領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。但隨著技術(shù)的發(fā)展以及企業(yè)生產(chǎn)的要求，步進(jìn)電機(jī)傳統(tǒng)的以單片機(jī)等微處理器為核心單元的控制系統(tǒng)暴露出了如下缺點(diǎn)：控制策略單一不利于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，而且控制電路復(fù)雜、控制精度低、生產(chǎn)成本高，系統(tǒng)穩(wěn)定性不夠，步進(jìn)分辨率低、缺乏靈活性，低頻時(shí)的振蕩和噪聲大，而且受步進(jìn)電機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)和空間的限制，步進(jìn)電機(jī)的步距角不可能無限的小，難以滿足高精度開環(huán)控制的需求。由于FPGA編程方式簡(jiǎn)單，開發(fā)周期短，可靠性高，使其在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。本文在總結(jié)FPGA的分頻技術(shù)以及步進(jìn)電機(jī)細(xì)分控制原理的基礎(chǔ)上，通過PWM控制技術(shù)來提高步進(jìn)電機(jī)的分辨率，仿真和實(shí)驗(yàn)表明，本文采取的措施有效地實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)控制的高效、精確控制。
展開 步進(jìn)電機(jī)如何加編碼器
編者按：步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)角位移或線位移的電動(dòng)機(jī)。每輸入一個(gè)脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度或前進(jìn)一步，其輸出的角位移或線位移與輸入的脈沖數(shù)成正比，轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱脈沖電動(dòng)機(jī)。為此，小編轉(zhuǎn)發(fā)電子說發(fā)布的《步進(jìn)電機(jī)有沒有編碼器?步進(jìn)電機(jī)如何加編碼器》，僅供讀者參考。
步進(jìn)電機(jī)工作原理
當(dāng)電流流過定子繞組時(shí)，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度，使得轉(zhuǎn)子的一對(duì)磁場(chǎng)方向與定子的磁場(chǎng)方向一致。當(dāng)定子的矢量磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。轉(zhuǎn)子也隨著該磁場(chǎng)轉(zhuǎn)一個(gè)角度。每輸入一個(gè)電脈沖，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度前進(jìn)一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖數(shù)成正比、轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序，電機(jī)就會(huì)反轉(zhuǎn)。所以可用控制脈沖數(shù)量、頻率及電動(dòng)機(jī)各相繞組的通電順序來控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
通常見到的各類電機(jī)，內(nèi)部都是有鐵芯和繞組線圈的。繞組有電阻，通電會(huì)產(chǎn)生損耗，損耗大小與電阻和電流的平方成正比，這就是我們常說的銅損，如果電流不是標(biāo)準(zhǔn)的直流或正弦波，還會(huì)產(chǎn)生諧波損耗;鐵心有磁滯渦流效應(yīng)，在交變磁場(chǎng)中也會(huì)產(chǎn)生損耗，其大小與材料，電流，頻率，電壓有關(guān)，這叫鐵損。
銅損和鐵損都會(huì)以發(fā)熱的形式表現(xiàn)出來，從而影響電機(jī)的效率。步進(jìn)電機(jī)一般追求定位精度和力矩輸出，效率比較低，電流一般比較大，且諧波成分高，電流交變的頻率也隨轉(zhuǎn)速而變化，因而步進(jìn)電機(jī)普遍存在發(fā)熱情況，且情況比一般交流電機(jī)嚴(yán)重。
步進(jìn)電機(jī)有沒有編碼器
步進(jìn)電機(jī)沒有編碼器 如果你想在步進(jìn)電機(jī)上加編碼器，可以用步進(jìn)電機(jī)雙軸伸，在后面軸上面加編碼器。
步進(jìn)電機(jī)是執(zhí)行原件，編碼器屬于反饋系統(tǒng)，編碼器配合步進(jìn)電機(jī)使用，用PLC控制其運(yùn)行。
展開 【米思米機(jī)械設(shè)備知識(shí)分享】- 減速電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)哪個(gè)好有什么區(qū)別？
三、電機(jī)構(gòu)造不同
1、步進(jìn)電機(jī)：由一組纏繞在電機(jī)固定部件--定子齒槽上的線圈驅(qū)動(dòng)的。
2、直流電機(jī)：直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子部分由電樞鐵芯、電樞、換向器等裝置組成。
總結(jié)一下：步進(jìn)電機(jī)可以定長(zhǎng)定速的控制，轉(zhuǎn)速可以自由設(shè)定，常見的應(yīng)用案例有，銑床的工作臺(tái)步進(jìn)電機(jī)。兩者的區(qū)別是步進(jìn)電機(jī)可以定速、定時(shí)；減速機(jī)的轉(zhuǎn)速是由減速比來決定的，不能調(diào)節(jié)速度的快慢；但步進(jìn)電機(jī)力矩小，減速電機(jī)力矩大。
