正確認(rèn)識(shí)什么是步進(jìn)電機(jī),有關(guān)步進(jìn)電機(jī)的新應(yīng)用管理措施又有哪些呢?不同的管理建設(shè)方式對(duì)現(xiàn)在自動(dòng)化的應(yīng)用發(fā)展上又有什么模式呢?本文從不同的角度做了相應(yīng)的介紹。本文發(fā)表在：《電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)》,《電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)》1989年創(chuàng)刊，由全國(guó)高等學(xué)校電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)術(shù)年會(huì)和天津大學(xué)共同主辦，向國(guó)內(nèi)外公開發(fā)行的學(xué)術(shù)刊物。在國(guó)內(nèi)32所高等學(xué)校教授組成的編委會(huì)領(lǐng)導(dǎo)下工作。學(xué)報(bào)刊登電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論研究、重要設(shè)備研究開發(fā)方面的學(xué)術(shù)論文和研究成果報(bào)告，也發(fā)表高校教學(xué)和科研方面的經(jīng)驗(yàn)交流和國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)報(bào)道及相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)和研究工作的介紹等。

　　摘要：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)控制元步進(jìn)電機(jī)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，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(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)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(guò)控制脈沖頻率來(lái)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。

　　關(guān)鍵詞：步進(jìn)電機(jī),電機(jī)原理,自動(dòng)化論文

　　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)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。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(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)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(guò)控制脈沖頻率來(lái)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)可以作為一種控制用的特種電機(jī),利用其沒(méi)有積累誤差(精度為100%)的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。

　　現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)(VR)、永磁式步進(jìn)電機(jī)(PM)、混合式步進(jìn)電機(jī)(HB)和單相式步進(jìn)電機(jī)等。

　　永磁式步進(jìn)電機(jī)一般為兩相,轉(zhuǎn)矩和體積較小,步進(jìn)角一般為7.5度或15度;

　　反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)一般為三相,可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出,步進(jìn)角一般為1.5度,但噪聲和振動(dòng)都很大。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成,定子上有多相勵(lì)磁繞組,利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。

　　混合式步進(jìn)電機(jī)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。它又分為兩相和五相:兩相步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)角一般為0.72度。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛,也是本次細(xì)分驅(qū)動(dòng)方案所選用的步進(jìn)電機(jī)。

　　步進(jìn)電機(jī)的一些基本參數(shù):

　　電機(jī)固有步距角:

　　它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖信號(hào),電機(jī)所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。電機(jī)出廠時(shí)給出了一個(gè)步距角的值,如86BYG250A型電機(jī)給出的值為0.9°/1.8°(表示半步工作時(shí)為0.9°、整步工作時(shí)為1.8°),這個(gè)步距角可以稱之為‘電機(jī)固有步距角’,它不一定是電機(jī)實(shí)際工作時(shí)的真正步距角,真正的步距角和驅(qū)動(dòng)器有關(guān)。

　　步進(jìn)電機(jī)的相數(shù):

　　是指電機(jī)內(nèi)部的線圈組數(shù),目前常用的有二相、三相、四相、五相步進(jìn)電機(jī)。電機(jī)相數(shù)不同,其步距角也不同,一般二相電機(jī)的步距角為0.9°/1.8°、三相的為0.75°/1.5°、五相的為0.36°/0.72°。在沒(méi)有細(xì)分驅(qū)動(dòng)器時(shí),用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)來(lái)滿足自己步距角的要求。如果使用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器,則‘相數(shù)’將變得沒(méi)有意義,用戶只需在驅(qū)動(dòng)器上改變細(xì)分?jǐn)?shù),就可以改變步距角。

　　保持轉(zhuǎn)矩(HOLDINGTORQUE):

　　是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。它是步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一,通常步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。由于步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減,輸出功率也隨速度的增大而變化,所以保持轉(zhuǎn)矩就成為了衡量步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一。比如,當(dāng)人們說(shuō)2N.m的步進(jìn)電機(jī),在沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為2N.m的步進(jìn)電機(jī)。

　　DETENTTORQUE:

　　是指步進(jìn)電機(jī)沒(méi)有通電的情況下,定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。DETENTTORQUE在國(guó)內(nèi)沒(méi)有統(tǒng)一的翻譯方式,容易使大家產(chǎn)生誤解;由于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子不是永磁材料,所以它沒(méi)有DETENTTORQUE。

　　步進(jìn)電機(jī)的一些特點(diǎn):

　　1.一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3-5%,且不累積。

　　2.步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度。

　　步進(jìn)電機(jī)溫度過(guò)高首先會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁,從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步,因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn);一般來(lái)講,磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏130度以上,有的甚至高達(dá)攝氏200度以上,所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏80-90度完全正常。

　　3.步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。

　　當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì);頻率越高,反向電動(dòng)勢(shì)越大。在它的作用下,電機(jī)隨頻率(或速度)的增大而相電流減小,從而導(dǎo)致力矩下降。

　　4.步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn),但若高于一定速度就無(wú)法啟動(dòng),并伴有嘯叫聲。

　　步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù):空載啟動(dòng)頻率,即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率,如果脈沖頻率高于該值,電機(jī)不能正常啟動(dòng),可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下,啟動(dòng)頻率應(yīng)更低。如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動(dòng),脈沖頻率應(yīng)該有加速過(guò)程,即啟動(dòng)頻率較低,然后按一定加速度升到所希望的高頻(電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕礁咚?。

　　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以其顯著的特點(diǎn),在數(shù)字化制造時(shí)刊發(fā)揮著重大的用途。伴隨著不同的數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展以及步進(jìn)電機(jī)本身技術(shù)的提高,步進(jìn)電機(jī)將會(huì)在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。