步进电机的原理

介绍：

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件。在非超载 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。

步进电机的分类：

(1)永磁式(PM)：一般为二相，转矩和体积较小，步距角一般为 7.5°或 15°

(2)反应式(VR)：一般为三相，可实现大转矩输出.步距角一般为 1.5°，但 噪声和振动都很大。(被淘汰了)

(3)混合式(HB)：指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为二相和五相,二 相步距角一般为 180°，而五相步距角一般为 0.72°。这种步进电机的应用最为广泛。

步进电机的指标：

相数：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 0.9° /1.8° ，三相为 0.75° /1.5° 、五相为 0.36° /0.72° 。

步距角：表示控制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 型电机的值为 0.9° /1.8°（表示半步工作时为 0.9° 、整步工作时为 1.8°），这个步距角可称 为“ 电机固有步距角” ， 它不一定是电机实际工作时的真正步距角， 真正的 步距角和驱动器有关。

拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态，或指电机转 过一个步距角所需脉冲数。 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。

保持转矩：步进电机通电但没有转动时， 定子锁住转子的力矩。 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， 所以保持转矩就成了衡量步进电机最重要参数之一。 比如， 当人们 说 2N·m 的步进电机时，在没有特殊说明的情况下，是指保持转矩为 2N·m 的 步进电机。

工作原理：

假设每旋转一圈需要 200 个脉冲信号来励磁， 可 以计算出每个励磁信号能使步进电机前进 1.8° 。其旋转角度与脉冲的个数成 正比。 步进电动机的正、 反转由励磁脉冲产生的顺序来控制。