步进电动机及其选型

　　步进电动机及其选型

　　步进电动机又被叫步进电机，名字叫法不一样，大家不要惊慌，步进电动机就是步进电机

　　今天步进电机厂家带大家了解一下步进电动机的选型常识，希望对大家选步进电机有一定的帮助，步进电机型号太多，不同的型号不同的用途，希望对大家步进电机选型有帮助。

　　步进电动机构造：由转子(转子铁芯、永磁体、转轴、滚珠轴承)，定子(绕组、定子铁芯)，前后端盖等组成。最典型两相混合式步进电机的定子有8个大齿，40个小齿，转子有50个小齿;三相电机的定子有9个大齿，45个小齿，转子有50个小齿。

　　步进电动机主要参数：

　　相数：是指电机内部的线圈组数，目前常用的有两相、三相、五相步进电机。

　　拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态，用m表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数。

　　保持转矩：是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。

　　步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移。

　　定位转矩：电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩。

　　失步：电机运转时运转的步数，不等于理论上的步数。

　　失调角：转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度，电机运转必存在失调角，由失调角产生的误差，采用细分驱动是不能解决的。

　　运行矩频特性：电机在某种测试条件下测得运行中输出力矩与频率关系的曲线 。

　　步进电机的特点

　　一般步进电机的精度为步距角的3-5%，且不累积;

　　步进电机外表允许的最高温度取决于不同电机磁性材料的退磁点;

　　步进电机的力矩会随转速的升高而下降(U=E+L(di/dt)+I*R)

　　空载启动频率：即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。

　　步进电机的起步速度一般在10~100RPM，伺服电机的起步速度一般在100~300RPM。根据电机大小和负载情况而定，大电机一般对应较低的起步速度。

　　低频振动特性：步进电动机以连续的步距状态边移动边重复运转。其步距状态的移动会产生1 步距响应。

　　式中：Zr为转子齿数;Tk为电机负载转矩;J为转子转动贯量。

　　电压和电流与转速、转矩的关系

　　步进电机一定时，供给驱动器的电压值对电机性能影响大，电压越高，步进电机能产生的力矩越大，越有利于需要高速应用的场合，但电机的发热随着电压、电流的增加而加大，所以要注意电机的温度不能超过最大限值。

　　选取原则

　　1. 首先确定步进电机拖动负载所需要的扭矩。

　　最简单的方法是在负载轴上加一杠杆，用弹簧秤拉动杠杆，拉力乘以力臂长度既是负载力矩。或者根据负载特性从理论上计算出来。由于步进电机是控制类电机，所以目前常用步进电机的最大力矩不超过45Nm，力矩越大，成本越高，如果您所选择的电机力矩较大或超过此范围，可以考虑加配减速装置。

　　2. 确定步进电机的最高运行转速。

　　转速指标在步进电机的选取时至关重要，步进电机的特性是随着电机转速的升高，扭矩下降，其下降的快慢和很多参数有关，如:驱动器的驱动电压、电机的相电流、电机的相电感、电机大小等等，一般的规律是：驱动电压越高，力矩下降越慢;电机的相电流越大，力矩下降越慢。在设计方案时，应使电机的转速控制在600转/分或800转/分以内，当然这样说很不规范，可以参考〈矩-频特性〉。

　　3. 根据负载最大力矩和最高转速这两个重要指标，再参考〈矩-频特性〉，就可以选择出适合自己的步进电机。

　　如果您认为自己选出的电机太大，可以考虑加配减速装置，这样可以节约成本，也可以使您的设计更灵活。要选择好合适的减速比，要综合考虑力矩和速度的关系，选择出最佳方案。

　　4. 最后还要考虑留有一定的(如50%)力矩余量和转速余量。

　　5. 可以先选择混合式步进电机，如果由于价格因素，可以选取反应式步进电机。

　　6. 尽量选取细分步进驱动器，且使驱动器工作在细分状态。

　　7. 选取时且勿走入只看电机力矩这一个指标的误区，也就是说并非电机的扭矩越大越好，要和速度指标一起考虑。

　　8. 超小型驱动器和微型驱动器是靠外壳作为散热器的，应固定在较大、较厚的金属板上或外加风机散热，如果没有散热条件，而驱动器又工作在转速较低的场合(这时驱动器发热较大)，可以选用带风机的90型驱动器代替。