步進電機的相關概述

步進電機的輸出力矩隨著脈沖頻率的上升而下降,啟動頻率越高，啟動力矩就越小，帶動負載的能力越差，啟動時會造成失步，而在停止時又會發(fā)生過沖。要使步進電機快速的達到所要求的速度又不失步或過沖，其關鍵在于使加速過程中,加速度所要求的力矩既能充分利用各個運行頻率下步進電機所提供的力矩，又不能超過這個力矩。因此,步進電機的運行一般要經過加速、勻速、減速三個階段,要求加減速過程時間盡量的短，恒速時間盡量長。它根據(jù)給定值r(t)與實際輸出值c(t)構成控制偏差e(t),將偏差的比例、積分和微分通過線性組合構成控制量,對被控對象進行控制。特別是在要求快速響應的工作中，從起點到終點運行的時間要求很短，這就必須要求加速、減速的過程很短，而恒速時的速度很高。

步進電機的控制技術

國內外的科技工作者對步進電機的速度控制技術進行了大量的研究，建立了多種加減速控制數(shù)學模型，如指數(shù)模型、線性模型等，并在此基礎上設計開發(fā)了多種控制電路，改善了步進電機的運動特性，推廣了步進電機的應用范圍指數(shù)加減速考慮了步進電機固有的矩頻特性,既能保證步進電機在運動中不失步，又充分發(fā)揮了電機的固有特性，縮短了升降速時間，但因電機負載的變化，很難實現(xiàn)而線性加減速僅考慮電機在負載能力范圍的角速度與脈沖成正比這一關系，不因電源電壓、負載環(huán)境的波動而變化的特性，這種升速方法的加速度是恒定的，其缺點是未充分考慮步進電機輸出力矩隨速度變化的特性，步進電機在高速時會發(fā)生失步。步進電機步進電機又稱為脈沖電機，基于基本的電磁鐵原理，它是一種可以自由回轉的電磁鐵，其動作原理是依靠氣隙磁導的變化來產生電磁轉矩。

步進電機為何一定要搭配驅動器呢？       

步進電機驅動器是驅動步進電機運行的功率放大器，它能接收控制器(PLC/單片機等)發(fā)送來的控制信號并控制步進電機轉過相應的角度/步數(shù)。         

步進電機很常見的控制信號是脈沖信號，步進驅動器接收到一個有效脈沖就控制步進電機運行一步。具有細分功能的步進驅動器可以改變步進電機的固有步距角，達到更大的控制精度、降低振動及提高輸出轉矩;除了脈沖信號，具有總線通信功能的步進驅動器還能接收總線信號控制步進電機進行相應的動作。      步進電機驅動器可分為兩部分一部分是環(huán)形分配器，另一部分是功率放大器。      環(huán)形分配器：要是接收3種信號分別為：脈沖信號，方向信號，脫機信號。然后再對脈沖信號進行分配，去控制功率放大器相應的晶體管導通，然后使步進電機的線圈得電。從這里我們可以看出，步進電機要運轉那么必須要輸入脈沖，如果沒有脈沖，步進電機是不動的，所以我們需要一個驅動器來給步進電機的各項繞組依次通電。就是說，步進電機在低速(每分鐘幾百轉或更低轉速，其輸出轉矩較大)，在高速旋轉狀態(tài)的轉矩(1000轉/分--9000轉)就很小了。      方向信號：要控制AB通電的相序，A-B順時針，B-A逆時針;      脫機信號：步進電機停止時，AB線圈有一相得電，得電的功能使轉子鎖住，使轉子不能動，需要收去撥動轉子的時候，需要給脫機信號，使AB相繞組完全斷電，轉子處于自由轉動狀態(tài)。

當前步進電機的運動特性已經被有效改善

步進電機在運行的時候必須要經過加速、勻速及減速這三個階段，這是客觀事實，也是無法徹底改變的事情，尤其是早期研發(fā)的電機，更是會在使用的時候明顯體現(xiàn)出三個運行階段。不過隨著科技的進步及行業(yè)的發(fā)展，的那個IQ按此種電機的運行特性已經被有效改善，三個不同的運行階段已經逐漸縮小變化。 在國內技工作者的共同努力下，通過對步進電機的速度控制技術進行大量的研究,建立除了多種加減速控制數(shù)學模型,以此為基礎設計開發(fā)除了多種控制電路。利用這些控制電路，能夠有效改進步進電機的運行特性，在使得這種電機有更加廣泛的應用范圍的同時，也在電機的加減速方面做了有效的改善，使得現(xiàn)在的電機在運行的時候雖然依然分三個階段，但是減速過程已經縮得很短，勻速過程則被有效延長。隨著社會的發(fā)展進步，人工智能設備將應用的更加廣泛，步進電機也將會從一個傳統(tǒng)的工業(yè)品，逐步變成一個耳熟能詳?shù)拿~。 正是因為當前步進電機的運動特性已經有上述這樣的有效改善，所以其以應用范圍才越來越廣泛，應用表現(xiàn)也越來越好。