什么是步进电机？它的工作原理是什么？

[导读]以下内容中，小编将对步进电机的相关内容进行着重介绍和阐述，希望本文能帮您增进对步进电机的了解，和小编一起来看看吧。

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一、步进电机

步进电机又称为脉冲电机，基于最基本的电磁铁原理，它是一种可以自由回转的电磁铁，其动作原理是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩。其原始模型是起源于1830年至1860年间。1870年前后开始以控制为目的的尝试，应用于氢弧灯的电极输送机构中。这被认为是最初的步进电机。1923年，James Weir French发明三相可变磁阻型(Variable reluctance)，此为步进电机前身。二十世纪初，步进电机广泛应用在了电话自动交换机中。由于西方资本主义列强争夺殖民地，步进电机在缺乏交流电源的船舶和飞机等独立系统中得到了广泛的使用。二十世纪五十年代后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上，对于数字化的控制变得更为容易。到了八十年代后，由于廉价的微型计算机以多功能的姿态出现，步进电机的控制方式更加灵活多样。

步进电机相对于其它控制用途电机的最大区别是，它接收数字控制信号(电脉冲信号)并转化成与之相对应的角位移或直线位移，它本身就是一个完成数字模式转化的执行元件。而且它可开环位置控制，输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量，这样的所谓增量位置控制系统与传统的直流控制系统相比,其成本明显减低，几乎不必进行系统调整。步进电机的角位移量与输入的脉冲个数严格成正比，而且在时间上与脉冲同步。因而只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序,即可获得所需的转角、速度和方向。

我国的步进电机在二十世纪七十年代初开始起步，七十年代中期至八十年代中期为成品发展阶段，新品种和高性能电机不断开发，目前，随着科学技术的发展，特别是永磁材料、半导体技术、计算机技术的发展，使步进电机在众多领域得到了广泛应用。

二、步进电机工作原理

步进电机是直流电机具有场配置在该转子中永磁铁的形式，两个，三个或四个线圈组，称为阶段，放置在转子周围的定子。绕组连接到外部逻辑驱动器，该驱动器按顺序向绕组提供电压脉冲。电机响应这些脉冲并在指令下执行启动、停止和反向操作。

转子和定子都有确定的齿数以适应设计的步距角。步距角定义为转子响应每个脉冲的角位移。转子位置取决于步距角和脉冲数。旋转速度取决于脉冲速率(而不是电源电压)被精确控制;从而使步进电机成为涉及精确定位的操作的理想驱动器。与控制和伺服电机不同，不需要反馈控制绕组来闭合回路并监控转子的位置和速度。

步进电机系统必须以允许电机克服驱动系统惯性的速率加速和减速。因此，转子的直径较小，长度较长。如果步进电机动态过载，它会滑相。这些电机适合负载在电机容量范围内的应用。

三、步进电机应用注意点

1、步进电机应用于低速场合---每分钟转速不超过1000转，(0.9度时6666PPS)，最好在1000-3000PPS(0.9度)间使用，可通过减速装置使其在此间工作，此时电机工作效率高，噪音低。

2、步进电机最好不使用整步状态，整步状态时振动大。

3、由于历史原因，只有标称为12V电压的电机使用12V外，其他电机的电压值不是驱动电压伏值，可根据驱动器选择驱动电压(建议：57BYG采用直流24V-36V，86BYG采用直流50V,110BYG采用高于直流80V)，当然12伏的电压除12V恒压驱动外也可以采用其他驱动电源，不过要考虑温升。

4、转动惯量大的负载应选择大机座号电机。

5、电机在较高速或大惯量负载时，一般不在工作速度起动，而采用逐渐升频提速，一电机不失步，二可以减少噪音同时可以提高停止的定位精度。

6、高精度时，应通过机械减速、提高电机速度,或采用高细分数的驱动器来解决，也可以采用5相电机，不过其整个系统的价格较贵，生产厂家少，其被淘汰的说法是外行话。