步进电机基本知识问答

步进电机常用知识问答1、什么是步进电机？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。

2、步进电机分哪几种?步进电机分三种：永磁式（PM），反应式（VR）和混合式（HB）永磁式步进一般为两相，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。

在欧美等发达国家80年代已被淘汰；混合式步进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。

3、什么是步进电机的保持转矩（HOLDING TORQUE）?保持转矩（HOLDING TORQUE）是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。

它是步进电机最重要的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。

由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。

比如，当人们说2N.m的步进电机，在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机。

4、什么是步进电机的固有步距角?电机出厂时给出了一个步距角的值，如86BYG250A型电机给出的值为0.9°/1.8°（表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°），这个步距角可以称之为‘电机固有步距角’，它不一定是电机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动器有关。

5、什么是步进电机的相数?目前常见的相数有哪些?步进电机的相数是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。

步进电机基本知识(2009-01-08 13:51:30)1、步进电机：是一种将电脉冲转化为角位移或线位移的执行机构。

其特点是没有积累误差（精度为100%），广泛应用于各种开环控制。

2、步进电机分类：永磁式（PM），反应式（VR），混合式（HB）。

3、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。

4、精度：为步进角的3～5%，且不累积。

5、细分驱动器：是通过改变相邻（A，B）电流的大小，以改变合成磁场的夹角来控制步进电机的运转的。

细分功能完全是由驱动器靠精确控制电机的相电流所产生的，与电机无关。

对于2，4相电机，细分后的步距角等于电机的整步步距角除以细分数。

对于3相反应式电机，细分后的步距角等于电机的半步步距角除以细分数。

6、步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移用θ表示。

0.9°/1.8°（表示半步工作时为0.9°，整步工作时为1.8°）此步距角为电机固有步距角。

7、相数：产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。

常用m表示。

8、失步：电机运转时运转的步数，不等于理论上的步数。

称之为失步。

9、最大空载起动频率：电机在某种驱动形式、电压及额定电流下，在不加负载的情况下，能够直接起动的最大频率。

10、最大空载运行频率：电机在某种驱动形式，电压及额定电流下，电机不带负载的最高转速频率。

11、步进电机最好不使用整步状态，整步状态时振动大。

12、电机的位置和速度由导电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。

方向由导电顺序决定。

控制步进脉冲信号的频率，可以对电机进行精确调速；控制步进脉冲的个数，可以对电机进行精确定位。

13、步进电机驱动器：是把计算机控制系统提供的弱信号放大为步进电机能够接受的强电流信号。

14、拍数：是完成一个磁场周期性变化所需脉冲数。

指电机转过一个齿距角所需脉冲数。

15、脱机信号free：此信号为选用信号，并不是必须要用的，只有在一些特殊情况下使用，此端为低电平有效，这时电机处于无力矩状态；此端为高电平或悬空不接时此功能无效，电机可正常运行，此功能若用户不采用，只需将此端悬空即可。

步进电机常见问题解答发布日期：2007-09-11 信息来源：技术支持部点击次数：25411、什么是步进电机？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（即步进角）。

您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；同时您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。

2、步进电机分类：步进电机分三种：永磁式（PM），反应式（VR）和混合式（HB）:永磁式步进一般为两相，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。

混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。

它又分为两相、五相和三相：两相步进角一般为1.8度，这种步进电机的应用最为广泛.3、如何确定步进电机驱动器的直流供电电源：3.1.电压的确定混合式步进电机驱动器的供电电源电压一般是一个较宽的范围（比如2M530的供电电压为24～45VDC），电源电压通常根据电机的工作转速和响应要求来选择。

如果电机工作转速较高或响应要求较快，那么电压取值也高，但注意电源电压的纹波不能超过驱动器的最大输入电压，否则可能损坏驱动器.B.电流的确定供电电源电流一般根据驱动器的输出相电流I来确定。

如果采用线性电源，电源电流一般可取I 的1.1～1.3倍；如果采用开关电源，电源电流一般可取I 的1.5～2.0倍。

4、步进电机和交流伺服电机性能比较：步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。

在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。

随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。

为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。

虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。

电机技术资料1、步进电机选型注意事项?a、步进电机应用于低速场合---每分钟转速不超出1000 转，（0.9 度时6666PPS)，最佳在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。

b、步进电机最佳不使用整步状态，整步状态时振动大。

c、由于历史因素，只有标称为12V 电压的电机使用12V 外，其它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），固然12 伏的电压除12V 恒压驱动外也能够采用其它驱动电源，但是要考虑温升。

d、转动惯量大的负载应选择大机座号电机。

e、电机在较高速或大惯量负载时，普通不在工作速度起动，而采用逐步升频提速，一电机不失步，二能够减少噪音同时能够提高停止的定位精度。

f、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，也能够采用5 相电机，但是其整个系统的价格较贵，生产厂家少，其被裁减的说法是外行话。

电机不应在振动区内工作，如若必须可通过变化电压、电流或加某些阻尼的解决。

g、应遵照先选电机后选驱动的原则。

2、步进电机的分类？相混合式步进电机、反映式步进电机、永磁式步进电机根据电机的电流，配用不不大于或等于此电流的驱动器。

如果需要低振动或高精度时，可配用细分型驱动器。

对于大转矩电机，尽量用高电压型驱动器，以获得良好的高速性能。

5、使用步进电机驱动器注意事项？1）电源电压与否适宜（过压很可能造成驱动模块的损坏）；对于直流输入的+/-极性一定不能接错，驱动控制器上的电机型号或电流设定值与否适宜（开始时不要太大）；2）控制信号线接牢固，工业现场最佳要考虑屏蔽问题（如采用双绞线）；3）不要开始时就把需要接的线全接上，只连成最基本的系统，运行良好后，再逐步连接。

4）一定要搞清晰接地办法，还是采用浮空不接。

步电机系统解决方案42步进电机是行业最常用的步进电机尺寸，通常是性价比最高的步进电机选项，推荐优先选用42步进电机。

在42步进电机选用过程中，经常有一些朋友会有各种各样的疑问，我们整理了常见的关于42步进电机的疑问，希望对于您的工作有帮助。

Q.42步进电机是什么意思？A ．42步进电机是指混合式步进电机的法兰外框尺寸是□42*42mm ，永磁式步进电机的机身直径是42mm 。

混合式步进电机为常见品种，见下面左图，永磁式步进电机多用于打印走纸等用途，见下面右图。

我们以下重点介绍常用的混合式42步进电机。

Q ．42步进电机的速度跑多快？A.这得看您的负载有多大，步进电机推荐速度工作速度范围一般是90~900rpm ，但并不是说高速不能够跑，而是高速时候的扭矩太小了，实用性不大，另外，驱动电压越高，高速力矩衰减越慢，但42步进电机的驱动电压一般是DC24V 。

下面的距频图可以看到一些42步进电机在什么速度情况下可以带多大负载，X 轴是不细分时候的脉冲频率，脉冲频率*0.3=转速rpm ，可以看到42步进电机在9000pps，也就是2700rpm 也是可以跑的，就是力矩比较小了。

Q.42步进电机的功率多大？A．步进电机选型不是根据功率来选型，而是根据转速和扭矩来选型，虽然功率就是转速*扭矩，但同样功率的电机在高速可以带动一种负载，而不一定能够带动同样功率的低速负载，但为了给出一个大概功率概念，我们根据上图的距频图计算一下SST43D2125信浓步进电机在600rpm，也就是不细分驱动时候的功率是15.7W左右。

Q.42步进电机的尺寸多大？42步进电机扭矩多大？A.42步进电机法兰尺寸是□42*42mm，标准轴径5mm，出轴长短可以根据客户需要定制，但最常见的出轴长度是24mm和20mm，42步进电机带同步轮的时候一般常用24mm轴长的。

42步进电机的机身长一般是31~60mm，保持力矩大概0.2~0.7Nm，另外信浓薄款42步进电机机身厚度22.4mm，三洋薄款42步进电机机身厚度11.6和18.6mm，但薄款单价会贵一些。

39步进电机现在应用不是太多了，对于39步进电机不熟悉的朋友会有各种各样的疑问，我们整理了常见的关于39步进电机的疑问及回答，希望对于您的工作有帮助。

Q.39步进电机是什么意思？为什么也称为NEMA16步进电机？A．39步进电机是指混合式步进电机的法兰外框尺寸是□39*39mm （厂家不同尺寸有偏差）。

因为步进电机早期在英国发明，在美国得到发展，在日本被大批量生产和应用，所以初期步进电机型号习惯用美制尺寸叫法，NEMA是美国电气制造商协会，16英寸，换算成mm单位差不多是39mm，所以NEMA14也就是美制称谓的39步进电机。

Q．39步进电机的速度跑多快？A.这得看您的电机参数、负载和驱动条件等，步进电机推荐速度工作速度范围一般是90~900rpm，但并不是说不能够跑高速，只是高速时候的扭矩太小了，实用性不大。

驱动电压越高，高速力矩衰减越慢，电感越小，高速时候的力矩衰减越慢。

下图是信浓公司机身最长（38mm）的一款39步进电机的距频图，超过10000pps，也就是3000rpm之后的电机力矩就很小了。

Q.39步进电机的功率多大？A．步进电机选型不是根据功率来选型，而是根据转速和扭矩的组合来选型，虽然功率=转速*扭矩，但同样功率的电机在高速可以带动一种负载，而不一定能够带动同样功率的低速负载，另外，同样一款步进电机，在不同速度或者不同驱动电压下的功率也不一样，但为了给出一个大概功率概念，我们根据上面的距频图计算一下SST39D2010信浓39步进电机在600rpm，也就是不细分驱动2000pps时候大概0.18Nm，输出功率是约11.3W。

Q.39步进电机的尺寸多大？39步进电机扭矩多大？A.39步进电机法兰外框尺寸是□39*39mm左右（不同厂家尺寸有差异，有38.8或者39.3等尺寸的），标准轴径5mm，出轴长短可以根据客户需要定制，但最常见的出轴长度是20/24mm。

39步进电机的机身长一般是20~38mm，少数做到44或者47mm机身长，保持力矩大概72~450mNm。

步进电机常识步进电机常识一、概述步进电机是一种精密电动装置，可将电信号转换为机械运动，直线或旋转运动都可以。

步进电机以步进角逐次驱动转子转动，每个步进角代表转子移动的最小单位。

步进电机的控制比较简单，可用于许多自动化系统中，如CNC机床、3D打印机、自动售货机、医疗设备等。

二、类型1、永磁步进电机：通过在定子上布置多个永磁体，使电子交替上翻，在转子上形成磁极，实现转动。

2、混合式步进电机：定子和转子都有磁极，在两者之间形成磁场差，通过交替激励实现转动。

三、性能参数1、步进角度：指每次步进电机转动的角度。

2、步跳精度：指步进电机转动时的精度，一般是调整电流或闭环控制实现。

3、最大转速：转子的最大转速。

4、电阻：步进电机的电阻。

常用的有单极、双极、四极等。

5、工作温度：步进电机的工作温度范围。

6、电压、电流：步进电机的额定电压和工作电流。

四、控制方式1、全步进控制：每个步进角之间都会到达目标角度，可以实现较高的准确度，但相应需要更高的驱动能力和数码控制器。

2、半步进控制：每个步进角之间的中间位置都会达到一个偏离的角度，通过半步移动实现更高的转动精度。

3、微步进控制：通过对电流进行调整，实现更小的步进角度。

五、附件1、步进电机控制器2、电机驱动器3、配合装置4、电缆连接器六、法律名词及注释1、知识产权：知识产权是指人类在创造知识、传授知识和运用知识的过程中，享有的某种权力，包括专利、商标、著作权等。

2、质量管理体系：包括质量系统、质量策划、质量控制、质量评价、质量改进等一系列质量管理活动。

3、保密协议：保密协议是由保密双方，即信息提供方和信息接收方，签署的一种协议，用于确保信息的保密性和保护知识产权。

七、可能遇到的困难及解决办法1、步进电机过热：检查工作环境温度、步进电机外观是否有损伤，调整相应的电流参数。

2、步进电机震动过大：检查工作环境、电缆是否有松动或连接有问题，调整相应的步跳精度参数。

3、步进电机驱动器故障：检查电机驱动器是否符合要求、连接是否正常、电压是否稳定等，及时更换或修理。

步进电机的静态指标术语相数：产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数，是指电机内部的线圈组数，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°。

在没有细分驱动器时，用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。

如果使用细分驱动器，则‘相数’将变得没有意义，用户只需在驱动器上改变细分数，就可以改变步距角。

目前应用最广泛的是两相和四相，四相电机一般用作两相，五相的成本较高。

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.固有步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移用θ表示。

θ=360度（转子齿数J*运行拍数），以常规二、四相，转子齿为50齿电机为例。

四拍运行时步距角为θ=360度/（50*4）=1.8度（俗称整步），八拍运行时步距角为θ=360度/（50*8）=0.9度（俗称半步）。

这个步距角可以称之为‘电机固有步距角’，它不一定是电机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动器有关。

定位转矩（DETENT TORQUE）：电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩（由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的），DETENT TORQUE 在国内没有统一的翻译方式，容易使大家产生误解；由于反应式步进电机的转子不是永磁材料，所以它没有DETENT TORQUE。

最大静转矩：也叫保持转矩（HOLDING TORQUE），电机在额定静态电作用下（通电），电机不作旋转运动时，电机转轴的锁定力矩，即定子锁住转子的力矩。

此力矩是衡量电机体积（几何尺寸）的标准，与驱动电压及驱动电源等无关。

步进电机知识大全1.步进马达的优缺点优点缺点精度高，能随时启动停止（原因：马达自身特性）能耗大，有效利用率低（原因：马达自身特性，走-停-走-停…自身制动的动作）遇到阻碍时，电流不会大幅度增加2.有无共通线的区别使用单、双极驱动的条件是由客户使用条件所决定的，客户使用电源的电流方向是否可以改变。

单极驱动 双极驱动客户使用电源的电流方向不能改变，使得马达需要共通线客户使用的电源电流自身可以改变方向，所以不需要共通线来控制电流方向。

控制电流的方向，实现马达的旋转。

优：驱动回路简单，成本低。

优：定子绕线空间增大，绕线圈数增加，扭力范围变大。

缺：同一定子极有双重卷线（两根卷线），空间是双极驱动一半。

缺：驱动回路构成复杂，成本增加。

3.马达转动的原理两个定子偏差的角度是马达能够转动的原因。

电流的方向是马达朝指定方向旋转的决定因素。

二相励磁一相励磁一相励磁①当A相通电，电流方向向右时，根据右手定则判断，定子上方为N极，下方为S极。

转子停留在①所示的位置上。

②当A断电，B通电，电流方向向左时，右手定则判断，定子上方为S极，下方为N极。

转子被最近的磁极吸引，此时转子向右运动。

③当B断电，A通电，电流方向向左时，定子上方为S极，下方为N极。

转子被最近的磁极吸引，此时转子向右运动。

④当A断电，B通电，电流方向向右时，定子上方为N极，下方为S极。

转子被最近的磁极吸引，此时转子向右运动。

二相励磁二相励磁的工作原理与一相励磁类似，不加以说明。

4.2相励磁与1-2相励磁的区别同一转速下，2相使用的电流大、扭力大，噪音大（相比1-2相，2相的步距角大，抖动越大）5.充磁原理充磁材料在通电过程中，将充磁材料中的+/- 磁极等份分成n排。

定电流驱动的目的客户想让马达在不同的周波数情况下马达的扭力保持在一个稳定的区域。

伺服电机和步进电机的30个技术问答1，如何正确选择伺服电机和步进电机？主要视具体应用情况而定，简单地说要确定：负载的性质（如水平还是垂直负载等），转矩、惯量、转速、精度、加减速等要求，上位控制要求（如对端口界面和通讯方面的要求），主要控制方式是位置、转矩还是速度方式。

供电电源是直流还是交流电源，或电池供电，电压范围。

据此以确定电机和配用驱动器或控制器的型号。

2，选择步进电机还是伺服电机系统？其实，选择什么样的电机应根据具体应用情况而定，各有其特点。

3，如何配用步进电机驱动器？根据电机的电流，配用大于或等于此电流的驱动器。

如果需要低振动或高精度时，可配用细分型驱动器。

对于大转矩电机，尽可能用高电压型驱动器，以获得良好的高速性能。

根据电机的电流，配用大于或等于此电流的驱动器。

如果需要低振动或高精度时，可配用细分型驱动器。

对于大转矩电机，尽可能用高电压型驱动器，以获得良好的高速性能。

4，2 相和5 相步进电机有何区别，如何选择？2 相电机成本低，但在低速时的震动较大，高速时的力矩下降快。

5 相电机则振动较小，高速性能好，比 2 相电机的速度高30~50% ，可在部分场合取代伺服电机。

5，何时选用直流伺服系统，它和交流伺服有何区别？直流伺服电机分为有刷和无刷电机。

有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。

因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。

直流伺服电机分为有刷和无刷电机。

有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。

因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。

无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。

控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。

电机免维护，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。