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三相步进电机选型指南
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三相步进电机选型指南
以下是中国步进电机网对步进电机驱动系统所做的较为完整的表述：
1、系统常识：
步进电机和步进电机驱动器构成步进电机驱动系统。步进电机驱动系统的性能，不但取决于步进电机自身的性能，也取决于步进电机驱动器的优劣。对步进电机驱动器的争论几乎是与步进电机的争论同步进展的。
2、系统概述：
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行元件。当步进电机驱动器接收到一个脉冲信号〔来自掌握器〕，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。
3、系统掌握：
步进电机不能直接接到直流或沟通电源上工作，必需使用专用的驱动电源〔步进电机驱动器〕。掌握器〔脉冲信号发生器〕可以通过掌握脉冲的个数来掌握角位移量，从而到达准确定位的目的；同时可以通过掌握脉冲频率来掌握电机转动的速度和加速度，从而到达调速的目的。
4、用途：
步进电机是一种掌握用的特种电机，作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，随着微电子和计算机技术的进展〔步进电机驱动器性能提高〕，步进电机的需求量与日俱增。步进电机在运行中精度没有积存误差的特点，使其广泛应用于各种自动化掌握系统，特别是开环掌握系统。
5、步进电机按构造分类：
步进电机也叫脉冲电机，包括反响式步进电机〔VR〕、永磁式步进电机
〔PM〕、混合式步进电机〔HB〕等。
反响式步进电机：
也叫感应式、磁滞式或磁阻式步进电机。其定子和转子均由软磁材料制成，定子上均匀分布的大磁极上装有多相励磁绕组，定、转子周边均匀分布小齿和槽，通电后利用磁导的变化产生转矩。一般为三、四、五、六相；可实现大转矩输出〔消耗功率较大，电流最高可达20A，驱动电压较高〕；步距角小〔最小可做到六分之一度〕；断电时无定位转矩；电机内阻尼较小，单步运行〔指脉冲频率很低时〕震荡时间较长；启动和运行频率较高。
永磁式步进电机：
通常电机转子由永磁材料制成，软磁材料制成的定子上有多相励磁绕组，定、转子周边没有小齿和槽，通电后利用永磁体与定子电流磁场相互作用产生转矩。一般为两相或四相；输出转矩小〔消耗功率较小，电流一般小于2A，驱动电压12V〕；步距角大〔例如度、15度、度等〕；断电时具有肯定的保持转矩；启动和运行频率较低。
混合式步进电机：
也叫永磁反响式、永磁感应式步进电机，混合了永磁式和反响式的优点。其定子和四相反响式步进电机没有区分〔但同一相的两个磁极相对，且两个磁极上绕组产生的N、S极性必需一样〕，转子构造较为简单〔转子内部为圆柱形永磁铁，两端外套软磁材料，周边有小齿和槽〕。一般为两相或四相；须供给正负脉冲信号；输出转矩较永磁式大〔消耗功率相对较小〕；步距角较永磁式小
〔一般为度〕；断电时无定位转矩；启动和运行频率较高；是目前进展较快的一种步进电机。
6、步进电机按工作方式分类：可分为功率式和伺服式两种。
功率式：输出转矩较大，能直接带动较大负载〔一般使用反响式、混合式步进电机〕。
伺服式：输出转矩较小，只能带动较小负载〔一般使用永磁式、混合式步进电机〕。
7、步进电机的选择：
首先选择类型，其次是具体的品种与型号。
反响式、永磁式和混合式三种步进电机的性能指标、外形尺寸、安装方法、脉冲电源种类和掌握电路等都不同，价格差异也很大，选择时应综合考虑。
具有掌握集成电路的步进电机应优先考虑。
8、步进电机的根本参数：
电机固有步距角：
它表示掌握系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值，如86BYG250A型电机给出的值为°/°〔表示半步工作时
为°、整步工作时为°〕，这个步距角可以称之为‘电机固有步距角’，它不肯定是电机工作时的实际步距角，实际步距角和驱动器有关。
步进电机的相数：
是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同，其步距角也不同，一般二相电机的步距角为°/°、三相的为°/°、五相的为°/°。步进电机增加相数能提高性能，但步进电机的构造和驱动电源都会更简单，本钱也会增加。〔3〕保持转矩〔HOLDINGTORQUE〕：也叫最大静转矩，是在额定静态电流下施加在已通电的步进电机转轴上而不产生连续旋转的最大转矩。它是步进电机最重要的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比方，当人们说的步进电机，在没有特别说明的状况下是指保持转矩为的步进电机。〔4〕步距精度：可以用定位误差来表示，也可以用