步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的開環(huán)調(diào)節(jié)元件。在無過載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速和停止位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號。然后，汽車小編耐心地向朋友們介紹汽車踏角的定義。

基本原理

操作原理

通常，電機的轉(zhuǎn)子是永磁體。當(dāng)電流流過定子繞組時，定子繞組產(chǎn)生矢量磁場。磁場會帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一個角度，使轉(zhuǎn)子的一對磁場方向與定子一致。當(dāng)定子的矢量磁場旋轉(zhuǎn)一個角度時。轉(zhuǎn)子也隨著磁場旋轉(zhuǎn)一個角度。每輸入一個電脈沖，電機每移動一步就移動一個角度。其輸出角位移與輸入脈沖數(shù)成正比，轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電順序，電機反轉(zhuǎn)。因此，可以通過調(diào)整脈沖的數(shù)量和頻率以及電機各相繞組的通電順序來調(diào)整步進電機的運行。

加熱原理

一般各種電機基本上都配有鐵芯和繞組線圈。繞組電阻大，通電會造成損耗，損耗與電阻和電流的平方成正比，也就是我們常說的銅損。如果電流不是標(biāo)準的DC或正弦波，也會造成諧波損耗；鐵芯中存在磁滯渦流效應(yīng)，在交變磁場中也會造成損耗。其大小與材料、電流、頻率、電壓有關(guān)，稱為鐵損。銅損和鐵損基本都會以發(fā)熱的形式表現(xiàn)癥狀，影響電機的效率。步進電機大多追求定位精度和轉(zhuǎn)矩輸出，但效率相當(dāng)?shù)?，電流相?dāng)大，諧波成分高，而且電流的交變頻率也隨轉(zhuǎn)速而變化。所以步進電機一般都會發(fā)熱，情況比大部分交流電機更嚴重。

關(guān)鍵結(jié)構(gòu)

步進電機又稱步進器，是利用電磁學(xué)原理將電能轉(zhuǎn)化為機械能。大家早在20世紀（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）20年代就用這個電機了。隨著嵌入式系統(tǒng)(如打印機、磁盤驅(qū)動器、玩具、雨刷、振動尋呼機、機械臂、錄像機等)的日益普及。)，步進電機的使用也爆炸了。無論在工業(yè)、軍事、醫(yī)療、汽車還是娛樂領(lǐng)域，只需要將一個物體從一個位置移動到另一個位置，步進電機就必須能夠派上用場。步進電機有很多種形狀和尺寸，但不論形狀和尺寸，基本上可以歸為兩類：變磁阻步進電機和永磁步進電機。

步進電機由纏繞在電機固定部分定子齒槽上的一組線圈驅(qū)動。一般情況下，繞成一圈的導(dǎo)線稱為螺線管，而在電機中，繞在齒上的導(dǎo)線稱為繞組、線圈或相。

步進電機加減速過程的調(diào)節(jié)技術(shù)

由于正步進電機的廣泛應(yīng)用，對步進電機調(diào)整的研究越來越多。如果啟動或加速時步進脈沖變化過快，轉(zhuǎn)子因慣性跟不上電信號的變化，導(dǎo)致堵轉(zhuǎn)或失步。當(dāng)停止或減速時，也可能因為同樣的原因而導(dǎo)致過步。為了避免堵轉(zhuǎn)、失步和過步，提高工作頻率，需要對步進電機的速度進行調(diào)節(jié)。

步進電機的轉(zhuǎn)速取決于脈沖頻率、轉(zhuǎn)子齒數(shù)和拍數(shù)。其角速度與脈沖頻率成正比，并與脈沖在時間上同步。因此，在轉(zhuǎn)子齒數(shù)和運轉(zhuǎn)節(jié)拍數(shù)必需的條件下，只需調(diào)節(jié)脈沖頻率就能獲得所需的速度。因為步進電機是靠其同步轉(zhuǎn)矩啟動的，為了不丟步，啟動頻率不高。特別是隨著功率的增大，轉(zhuǎn)子的直徑和慣量增大，起動頻率與最高運行頻率之差可能多達十倍。

步進電機的起動頻率特性使得步進電機不可能直接達到運行頻率

步進電機的輸出轉(zhuǎn)矩隨著脈沖頻率的增加而減小。起動頻率越高，起動轉(zhuǎn)矩越小，驅(qū)動負載的能力越差。啟動時會造成失步，停止時會造成超調(diào)。既要使步進電機快速達到要求的速度，又不能失步或超調(diào)。關(guān)鍵是要使加速過程中加速所需的扭矩既完全依靠步進電機在各種工作頻率下提供的扭矩，又不超過這個扭矩。所以大部分步進電機都需要經(jīng)歷加速、恒速、減速三個步驟，加減速過程時間盡量短，恒速時間盡量長。特別是在要求反應(yīng)迅速的工作中，從起點到終點的運行時間需要最短，這就要求加減速過程最短，恒速時速度最高。

國內(nèi)外科技工作者對步進電機的調(diào)速技術(shù)進行了廣泛的研究，建立了各種加減速的數(shù)學(xué)模型，如指數(shù)模型和線性模型等。在此基礎(chǔ)上，他們設(shè)計開發(fā)了各種調(diào)節(jié)電路，改善了步進電機的運動特性，推廣了步進電機的應(yīng)用范圍。指數(shù)加減速考慮了步進電機固有的矩頻特性，既保證了步進電機在運動中不失步，又充分發(fā)揮了其固有特性。加減速時間減少，但由于電機負載的變化難以實現(xiàn)。線性加減速只考慮了電機角速度在負載能力范圍內(nèi)與脈沖成正比的關(guān)系，不隨電源電壓和負載環(huán)境的波動而變化。這種加速方式的加速度是恒定的，其缺點是沒有充分考慮步進電機輸出轉(zhuǎn)矩隨速度變化的特性，步進電機在高速時會失步。

步進電機的細分驅(qū)動調(diào)整

因為步進電機受自身制造工藝的限制，比如步角的大小是由轉(zhuǎn)子齒數(shù)和運行節(jié)拍數(shù)決定的，但轉(zhuǎn)子齒數(shù)和運行節(jié)拍數(shù)是有限的，所以步進電機的步角大多較大且固定，步進的分辨率較低，缺乏靈活性，低頻振動，噪音基本高于其他微電機，導(dǎo)致物理器件容易疲勞或損壞。這些缺點使得步進電機只能用在要求不高的場合，閉環(huán)調(diào)節(jié)只能用在要求高的場合，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。這些缺點嚴重限制了步進電機作為優(yōu)秀開環(huán)調(diào)節(jié)元件的有效使用。細分技術(shù)在一定程度上有效地克服了這些缺點。

步進電機細分驅(qū)動技術(shù)是90年代中期發(fā)展起來的一種驅(qū)動技術(shù)，可以顯著提高步進電機的綜合性能。年，美國學(xué)者在美國增量運動調(diào)節(jié)系統(tǒng)與裝置年會上首次提出了步進電機步距角細分的調(diào)節(jié)方法。在隨后的二十年里，步進電機細分驅(qū)動得到了很大的發(fā)展。逐步發(fā)展到90年代完全成熟。國內(nèi)對分段驅(qū)動技術(shù)的研究幾乎和國外一樣。

90年代中期，大發(fā)展。主要應(yīng)用在工業(yè)、航空航天、機器人、精密測量等領(lǐng)域。如用于跟蹤衛(wèi)星的光電經(jīng)緯儀、軍用儀器、通訊和雷達等。細分驅(qū)動技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得電機的相數(shù)不再受步距角的限制，給產(chǎn)品設(shè)計帶來了方便。目前，在步進電機細分驅(qū)動技術(shù)中，采用斬波恒流驅(qū)動、儀表脈寬調(diào)制驅(qū)動和電流矢量等幅勻速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動進行調(diào)節(jié)，大大提高了步進電機的運行和旋轉(zhuǎn)精度，使步進電機在中、小功率應(yīng)用中向高速、高精度方向發(fā)展。

首先，步進電機的相電流調(diào)節(jié)由硬件實現(xiàn)。通常使用兩種方法，即multi-c

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