56步进电机详细资料

什么是步进电机？步进电机的基本参数、结构及其原理，步进电机的特点特性步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。

当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（称为步距角），它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。

可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差（精度为100%）的特点，广泛应用于各种开环控制。

现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。

永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度；反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。

反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。

混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。

它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。

这种步进电机的应用最为广泛，也是本次细分驱动方案所选用的步进电机。

步进电机的结构及其原理步进电机是一种同步电机，其结构同其它电机一样，由定子和转子组成，定子为激磁场，其激磁磁场为脉冲式，即磁场以一定频率步进式旋转，转子则随磁场一步一步前进。

步进电机主要有反应式、电磁式、永磁式几种。

下面以反应式步进电机为例，来讨论其工作原理：步进电机由转子和定子两部分组成。

转子和定子均由带齿的硅钢片叠成。

定子上有绕组分为若干相，每相磁极上有极齿。

当某相定子绕组通以直流电压激磁后，便吸引转子，使转子上的齿与该相定子的齿对齐，令转子转动一定的角度，依次向定子绕组轮流激磁，会使。

步进电机步进电动机就是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移得机电元件。

步进电动机得输入量就是脉冲序列,输出量则为相应得增量位移或步进运动。

正常运动情况下,它每转一周具有固定得步数;做连续步进运动时,其旋转转速与输入脉冲得频率保持严格得对应关系,不受电压波动与负载变化得影响。

由于步进电动机能直接接受数字量得控制,所以特别适宜采用微机进行控制。

(一)步进电机得种类目前常用得有三种步进电动机:(1)反应式步进电动机(VR)。

反应式步进电动机结构简单,生产成本低,步距角小;但动态性能差。

(2)永磁式步进电动机(PM)。

永磁式步进电动机出力大,动态性能好;但步距角大。

(3)混合式步进电动机(HB)。

混合式步进电动机综合了反应式、永磁式步进电动机两者得优点,它得步距角小,出力大,动态性能好,就是目前性能最高得步进电动机。

它有时也称作永磁感应子式步进电动机。

(二)步进电动机得工作原理图X1三相反应式步进电动机结构示意图1——定子2——转子3——定子绕组图x1就是最常见得三相反应式步进电动机得剖面示意图。

电机得定子上有六个均布得磁极,其夹角就是60º。

各磁极上套有线圈,按图1连成A、B、C三相绕组。

转子上均布40个小齿。

所以每个齿得齿距为θE=360º/40=9º,而定子每个磁极得极弧上也有5个小齿,且定子与转子得齿距与齿宽均相同。

由于定子与转子得小齿数目分别就是30与40,其比值就是一分数,这就产生了所谓得齿错位得情况。

若以A相磁极小齿与转子得小齿对齐,如图,那么B相与C相磁极得齿就会分别与转子齿相错三分之一得齿距,即3º。

因此,B、C极下得磁阻比A 磁极下得磁阻大。

若给B相通电,B相绕组产生定子磁场,其磁力线穿越B相磁极,并力图按磁阻最小得路径闭合,这就使转子受到反应转矩(磁阻转矩)得作用而转动,直到B磁极上得齿与转子齿对齐,恰好转子转过3º;此时A、C磁极下得齿又分别与转子齿错开三分之一齿距。

步进电机的选用电机型号、参数、尺寸标准步进电机的选用步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。

每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。

电机总的回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速取决于输入脉冲频率。

步进电机是机电一体化产品中关键部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。

步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。

广泛应用于机电一体化产品中，如:数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。

选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。

而在选用功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。

在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。

一般地说最大静力矩Mjmax大的电机，负载力矩大。

选择步进电机时，应使步距角和机械系统匹配，这样可以得到机床所需的脉冲当量。

在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量，一是可以改变丝杆的导程，二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。

但细分只能改变其分辨率，不改变其精度。

精度是由电机的固有特性所决定。

论文天地欢迎您选择功率步进电机时，应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率，使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量，使之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。

选择步进电机需要进行以下计算:(1)计算齿轮的减速比根据所要求脉冲当量，齿轮减速比i计算如下:i=(φ.S)/(360.Δ) (1-1)式中φ ---步进电机的步距角(o/脉冲)S ---丝杆螺距(mm)Δ---(mm/脉冲)(2)计算工作台，丝杆以及齿轮折算至电机轴上的惯量Jt。

Jt=J1+(1/i2)[(J2+Js)+W/g(S/2π)2] (1-2)式中Jt ---折算至电机轴上的惯量(Kg.cm.s2)J1、J2 ---齿轮惯量(Kg.cm.s2)Js ----丝杆惯量(Kg.cm.s2) W---工作台重量(N)S ---丝杆螺距(cm)(3)计算电机输出的总力矩MM=Ma+Mf+Mt (1-3)Ma=(Jm+Jt).n/T×1.02×10ˉ2(1-4)式中Ma ---电机启动加速力矩(N.m)Jm、Jt---电机自身惯量与负载惯量(Kg.cm.s2)---电机所需达到的转速(r/min) nT---电机升速时间(s)Mf=(u.W.s)/(2πηi)×10ˉ2(1-5)Mf---导轨摩擦折算至电机的转矩(N.m)u---摩擦系数η---传递效率Mt=(Pt.s)/(2πηi)×10ˉ2(1-6)Mt---切削力折算至电机力矩(N.m)Pt---最大切削力(N)(4)负载起动频率估算。

步进电机资料整理1.步进电机定义步进电机是工业生产过程控制，数字程序控制(数控机床)计算机外部设备，控制仪表等常用的控制部件。

步进电机是一种将电脉冲转化为不连续的机械运动的机电装置。

当施加适当的电脉冲指令时，电机转子的出轴或外转子将会以不连续的步进增量旋转。

电机的旋转与施加的脉冲之间有几个方面的直接关系：首先所加脉冲的顺序直接决定着电机转轴旋转的方向；其次电机转轴旋转的速度取决于所加脉冲的频率，而旋转的角度或者圈数和所加的脉冲数成正比2.步进电机结构分类根据步进电机的原理和结构，基本可以分成下面两大类型：第一类：电磁型步进电机。

这种步进电机是早期的步进电机，它通常只有一个绕阻，并且仅靠电磁作用还不能使电机的转子做步进运行，必须加上相应的机械部件，才能产生步进的效果。

它有螺旋型和棘型两种。

第二类:定子和转子之间仅靠电磁作用就可以产生步进作用的步进电机。

这种电机一般有多相绕组，在定子和转子之间没有机械联系。

这种电机有良好的可靠性及速度性，工业应用上大量用于状态伺服元件、功率伺服元件、位置控制元件等。

在第二类步进电机中，根据转子的结构形式，可以分成永磁性转子电机（PM）或反应式转子电机（VR），它们可以简称为永磁式步进电机或反应式步进电机。

在永磁式步进电机中，它的转子是用永磁钢制成的，也有通过滑环供电的直流激磁绕组制成；无论如何，其转子有软材料制成齿状，转子的齿也称显极，在这种步进电机的转子中没有绕组。

3.步进电机的特点步进电机的优缺点总结如下。

优点：1)电机旋转的角度正比于脉冲数；2)电机停转的时候具有最大的转矩（当绕组激磁时）；3)由于每步的精度在3%-5%，而且不会将一步的误差积累到下一步因而有较好的位置精度和运动的重复性；4)优秀的启停和反转响应；5)由于没有电刷，可靠性较高，因此电机的寿命仅仅取决于轴承的寿命；6)电机的响应仅由数字输入脉冲确定，因而可以采用开环控制，这使得电机的结构可以比较简单而且控制成本较低；7)仅仅将负载直接连接到电机的转轴上也可以极低速的同步旋转；8)由于速度正比于脉冲频率，因而有比较宽的转速范围。

步进电机知识详解，再不怕看不懂步进电机了！步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制系统中。

随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。

作为电力人对步进电机的也不能仅限于认识而已，应该深入了解它的结构、基本原理以及应用，接下来小七将从三个方面带大家全面认识步进电机。

01什么是步进电机步进电机是一种直接将电脉冲转化为机械运动的机电装置，通过控制施加在电机线圈上的电脉冲顺序、频率和数量，可以实现对步进电机的转向、速度和旋转角度的控制。

在不借助带位置感应的闭环反馈控制系统的情况下、使用步进电机与其配套的驱动器共同组成的控制简便、低成本的开环控制系统，就可以实现精确的位置和速度控制。

02基本结构和工作原理基本结构：工作原理：步进电机驱动器根据外来的控制脉冲和方向信号，通过其内部的逻辑电路，控制步进电机的绕组以一定的时序正向或反向通电，使得电机正向/反向旋转，或者锁定。

以1.8度两相步进电机为例：当两相绕组都通电励磁时，电机输出轴将静止并锁定位置。

在额定电流下使电机保持锁定的最大力矩为保持力矩。

如果其中一相绕组的电流发生了变向，则电机将顺着一个既定方向旋转一步（1.8度）。

同理，如果是另外一项绕组的电流发生了变向，则电机将顺着与前者相反的方向旋转一步（1.8度）。

当通过线圈绕组的电流按顺序依次变向励磁时，则电机会顺着既定的方向实现连续旋转步进，运行精度非常高。

对于1.8度两相步进电机旋转一周需200步。

两相步进电机有两种绕组形式：双极性和单极性。

双极性电机每相上只有一个绕组线圈，电机连续旋转时电流要在同一线圈内依次变向励磁，驱动电路设计上需要八个电子开关进行顺序切换。

单极性电机每相上有两个极性相反的绕组线圈，电机连续旋转时只要交替对同一相上的两个绕组线圈进行通电励磁。

驱动电路设计上只需要四个电子开关。

在双极性驱动模式下，因为每相的绕组线圈为100%励磁，所以双极性驱动模式下电机的输出力矩比单极性驱动模式下提高了约40%。

步进电机的基础知识步进电机是一种将电脉冲信号转换成离散力学运动的机电设备。

当施加适当的电脉冲指令时,步进电机旋转的轴或主轴将会以不连续的步进增量旋转。

电机转动与施加的脉冲之间有几个方面的直接关系。

所施加的脉冲序列决定了电机轴的旋转方向；电机的输出轴旋转的速度决定于输入脉冲的频率；电机旋转的角度决定于输入脉冲的数量。

步进电机的优点和缺点优点：1.电机的旋转角度与输入脉冲成正比。

2.当绕组通电时,电机转矩处于完全静止状态。

3.因为良好的步进电机的准确度为3％-5％,而且不会将误差从一个步骤累计到下一步,所以步进电机能够精确定位和重复性地运动。

4.对启动/停止/换向有极好的反应。

5.因为没有接触到电机上的电刷,所以它非常可靠。

电机的使用寿命仅仅依赖于轴承的寿命。

6.电机对数字输入脉冲的响应提供了开环控制,这样使电机能够更简单和低成本的控制。

7.负载直接耦合到轴,可以实现非常低速的同步旋转。

8.当速度与输入脉冲的频率成正比,可以实现更大围的旋转速度。

缺点：1.如果不恰当地控制可能会产生共振。

2.如果速度太快则不易操作。

开环控制：步进电机的一个最显着的优点是它能够在开环系统中被精确地控制。

开环控制是指不需要反馈有关位置的信息。

这种类型的控制可以消除昂贵的传感和反馈装置的需要,例如光学编码器。

只需输入步骤脉冲跟踪就能知晓您此刻所处的位置。

步进电机的类型步进电机有三种类型,分别是：1.可变磁阻型2.永久磁场型3.混合型可变磁阻型〔VR〕这种类型的步进电机已经存在了很长一段时间。

从结构上来看,它可能是最容易理解的。

图1显示出了一个典型的V.R.步进电机的截面。

这种类型的电机包括一个软铁多齿的转子和一个绕定子。

当定子绕组通过直流电流通电,电机磁极则被磁化。

当转子齿被吸引到带电的定子极时,电机发生旋转。

永久磁场型〔PM〕永久磁场型的步进电机通常被称为"锡罐"电机,是一种低成本、低分辨率类型的电机,它的典型步距角为7.5°至15°〔48 - 24步/转〕。

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mm N.m No. A Ω mH kg56BYGH620 1.8 41 0.45 6 2.0 1.4 1.5 0.4556BYGHM611A 0.9 41 0.25 6 1.1 3.6 4.6 0.4556BYGH630A φ856BYGH630A φ6.35 1.8 56 0.9 6 3.0 0.8 1.4/1.8 0.756BYGH630B φ856BYGH630B φ6.3556BYGH630B-2 轴长25MM 1.8 78 1.35 6 3.0 1.0 1.2/1.6/2.1 1.056BYGH842 1.8 112 2.2 8 4.2 1.0 2.3 1.55规格： 56mm(步距角0.9°～1.8°)静力距0.45-2.2N.m机身长 41-112mm引线数 6,8电流 1.1-4.2A可配驱动器Q2BYG403B/BM/CM/MQ2BYG804AQ2BYG808MQ2BYG806/CM/DM用途：步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。

在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。

这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。

使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。

虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。

它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。

因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。

目前,生产步进电机的厂家的确不少，但具有专业技术人员，能够自行开发，研制的厂家却非常少，大部分的厂家只一、二十人，连最基本的设备都没有。

步进电机的组成和用途
步进电机是一种电动机，它的运转是将电的能量转换成机械运动。

它由定子、转子和推进系统组成。

步进电机的制造材料通常是钢、铜、铝等金属材料，因其结构和制造工艺不同而分为蜗杆式、交流电机式、直流电机式等不同类型。

在步进电机的工作过程中，其旋转角度和速度可以被控制电路控制，所以广泛应用于各种控制场合，例如打印机、扫描仪、数控机床、机器人、交通信号灯、汽车空调控制等等。

步进电机的使用范围非常广泛，甚至可以被用于摄影领域的摄像机零部件、平移仪等。

步进电机的重要性在于它可以实现精确的运动控制，控制精度可以达到一度，这在其他类型的电动机中是很难做到的。

不仅如此，步进电机的速度与转矩对其性能的影响也非常小，因此可以适用于各种应用场合。

步进电机具有很高的可靠性和速度，这些特性使其在自动化和生产线控制中得到广泛应用。

在自动化生产线上，步进电机可用于驱动轴传动或对产品进行定位，同时步进电机的运动精确，能够确保生产过程中的一致性和方便性。

除此之外，目前步进电机越来越受到医疗器械制造商的青睐，例如超声波成像仪、检测仪器等。

步进电机因其精确的运动控制和可靠的性能，被广泛应用于医疗设备的控制系统中，从而使这些设备的操作更加精确和便捷。

总之，步进电机在各个行业和领域中都有着广泛的应用。

其准确的运动控制和可靠性使其成为一种重要的电动机，同时其不同类型的机型也大大扩展了步进电机的应用范围和应用领域。

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。

在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。

这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。

使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单以三相步进电机为例，其结构示意图如下图所示：当某一相绕组通电时，与之对应的两个磁极形成N极和S极，产生磁场与转子形成磁路。

当通电的一相对应的定子和转子的齿未对齐时，则在磁场的作用下，转子将转动一定的角度，使转子和定子的齿相互对齐。

同时该相的定子和转子的齿对齐后，相邻两相的齿又变成没有对齐，这时再对错磁相进行通电，又会转动一定的角度。

依次对各相通电，就会使步进电机连续转动。

可见错齿是使步进电机旋转的原理。

电机的定子上有6个等间距的磁极A、C′、B、A′、C、B′，相对两个磁极形成一相（A－A′、B－B′、C－C′），相邻的两个磁极之间夹角为60°，每个磁极上有5个分布均匀的矩形小齿。

电机的转子上共有40个矩形小齿均匀地分布在圆周上，相邻两个小齿之间的夹角为9°。

由于相邻的定子磁极之间的夹角为60°，而定子和转子的齿宽和齿距都相同，所以定子磁极所对应的转子上的小齿数为个，这样一来，定子和转子就存在错齿现象。

相数：产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数，也即电机内部的线圈组数，常用m表示。

目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。

电机相数不同，其步距角也不同，一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72° 。

拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍运行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。