了解了舵機(jī)以后，第二步便是了解下他的兄弟。舵機(jī)最親的兄弟有兩個(gè)：交流伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)，今日來(lái)掌握步進(jìn)電機(jī)的風(fēng)彩。步進(jìn)電機(jī)的歷史時(shí)間很老，實(shí)際上是與電磁鐵和齒輪泵同一階段開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的，美國(guó)人佛羅蔓明確提出了將電磁鐵的吸引力轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩的方式。那時(shí)候，勵(lì)磁電流相的轉(zhuǎn)換用機(jī)械設(shè)備凸輪軸的點(diǎn)接觸來(lái)進(jìn)行，變成了步進(jìn)電機(jī)的原形。

步進(jìn)電機(jī)工作原理圖

簡(jiǎn)單的原理：

脈沖信號(hào)—→步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器—→步進(jìn)電機(jī)—→步距角

（接收信號(hào)） （驅(qū)動(dòng)）

步進(jìn)電機(jī)的“高級(jí)”之處，在于其具體的數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)動(dòng)角度可以通過(guò)操控。不僅可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；也可以同時(shí)通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。

• 不使用反饋回路，沒(méi)有積累誤差

之前提到過(guò)，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)沒(méi)有積累誤差的特點(diǎn)，所以被廣泛應(yīng)用。其實(shí)，步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)不止這一點(diǎn)：

1. 1.一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3-5%，且不累積。

2. 2.步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度。因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)溫度過(guò)高首先會(huì)使步進(jìn)電機(jī)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步，因此，步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同步進(jìn)電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)。當(dāng)然，一般情況下，磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏130度以上，有的甚至高達(dá)攝氏200度以上，所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏80-90度完全正常。

3. 3.步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)；頻率越高，反向電動(dòng)勢(shì)越大。在它的作用下，電機(jī)隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。

4. 4.步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但若高于一定速度就無(wú)法啟動(dòng)，并伴有嘯叫聲。步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù)：空載啟動(dòng)頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機(jī)不能正常啟動(dòng)，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下，啟動(dòng)頻率應(yīng)更低。如果要使步進(jìn)電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動(dòng)，脈沖頻率應(yīng)該有加速過(guò)程，即啟動(dòng)頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕礁咚伲?br />
   

步進(jìn)電機(jī)在數(shù)字化制造時(shí)代發(fā)揮著重大作用

• 應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域

永磁式步進(jìn)電機(jī)工作原理

市場(chǎng)上常用步進(jìn)電機(jī)

現(xiàn)在，市場(chǎng)上現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（VR）、永磁式步進(jìn)電機(jī)（PM）、混合式步進(jìn)電機(jī)（HB）和單相式步進(jìn)電機(jī)等。

其中，反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為1.5度，但噪聲和振動(dòng)都很大。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成，定子上有多相勵(lì)磁繞組，利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。

永磁式步進(jìn)電機(jī)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為7.5度 或15度。

混合式步進(jìn)電機(jī)是指混合了永磁式步進(jìn)電機(jī)和反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。它又分為兩相步進(jìn)電機(jī)和五相步進(jìn)電機(jī)：兩相步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)角一般為 0.72度。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛，也是本次細(xì)分驅(qū)動(dòng)方案所選用的步進(jìn)電機(jī)。

雖然全球制造業(yè)市場(chǎng)低迷，但是步進(jìn)馬達(dá)的應(yīng)用，卻由于行業(yè)的規(guī)模的增加處于不斷增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。目前步進(jìn)電機(jī)市場(chǎng)基本還是日本占據(jù)主要位置，如日本的美蓓亞、三洋、松下電機(jī)都較為知名。

國(guó)內(nèi)，生產(chǎn)步進(jìn)電機(jī)的廠家的確不少，雷塞電機(jī)、寶龍電機(jī)、運(yùn)控電機(jī)是國(guó)內(nèi)比較知名的步進(jìn)電機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，但具有專業(yè)技術(shù)人員、能夠自行開(kāi)發(fā)和研制的廠家還是比較少。

不過(guò)好消息就是，現(xiàn)在，原有的國(guó)內(nèi)步進(jìn)馬達(dá)生產(chǎn)廠家占全球生產(chǎn)數(shù)量1/3的局面有所改變，江浙滬一帶的生產(chǎn)廠家數(shù)量呈現(xiàn)再度快速上升的局面。同時(shí)在珠三角地區(qū)，生產(chǎn)廠家的數(shù)量也一改前期長(zhǎng)期停滯不前的局面，出現(xiàn)了快速的增長(zhǎng)。接下來(lái)，也將在技術(shù)方面繼續(xù)突進(jìn)。

步進(jìn)電機(jī)分類

看參數(shù)選購(gòu)步進(jìn)電機(jī)

雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能像普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。

那么，如何選購(gòu)步進(jìn)電機(jī)？懂的人會(huì)從這幾個(gè)參數(shù)入手。

1. 步進(jìn)電機(jī)固有步距角：它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。步進(jìn)電機(jī)出廠時(shí)給出了一個(gè)步距角的值，如86BYG250A型電機(jī)給出的值為0.9°/1.8°（表示半步工作時(shí)為0.9°、整步工作時(shí)為1.8°），這個(gè)步距角可以稱之為‘步進(jìn)電機(jī)固有步距角’，它不一定是電機(jī)實(shí)際工作時(shí)的真正步距角，真正的步距角和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器有關(guān)。
2. 步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)：是指步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部的線圈組數(shù)，目前常用的有二相步進(jìn)電機(jī)、三相步進(jìn)電機(jī)、四相步進(jìn)電機(jī)、五相步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)相數(shù)不同，其步距角也不同，一般二相步進(jìn)電機(jī)的步距角為0.9°/1.8°、三相步進(jìn)電機(jī)的為0.75°/1.5°、五相步進(jìn)電機(jī)的為0.36°/0.72°。在沒(méi)有細(xì)分驅(qū)動(dòng)器時(shí)，用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)來(lái)滿足自己步距角的要求。如果使用步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，則‘相數(shù)’將變得沒(méi)有意義，用戶只需在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器上改變細(xì)分?jǐn)?shù)，就可以改變步距角。
3. 保持轉(zhuǎn)矩：是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。它是步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一，通常步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。由于步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以保持轉(zhuǎn)矩就成為了衡量步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一。比如，當(dāng)人們說(shuō)2N.m的步進(jìn)電機(jī)，在沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為2N.m的步進(jìn)電機(jī)。
4. 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩：是指步進(jìn)電機(jī)沒(méi)有通電的情況下，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。DETENT TORQUE 在國(guó)內(nèi)沒(méi)有統(tǒng)一的翻譯方式，容易使大家產(chǎn)生誤解；由于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子不是永磁材料，所以它沒(méi)有DETENT TORQUE。

步進(jìn)電機(jī)接線圖

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，步進(jìn)電機(jī)有步距角（涉及到相數(shù)）、靜轉(zhuǎn)矩、及電流三大要素組成。一旦三大要素確定，步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)便確定下來(lái)了。所以，如何選擇最適合自己使用要求的步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，具體的流程如下：

第一步：確定步進(jìn)電機(jī)拖動(dòng)負(fù)載所需要的扭矩；

第二步：確定步進(jìn)電機(jī)的最高運(yùn)行轉(zhuǎn)速；

第三步：參考矩—頻特性；

第四步：考慮留有一定的步進(jìn)電機(jī)力矩余量和步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速余量；

需要特別提醒的是，選取時(shí)且勿走入只看步進(jìn)電機(jī)力矩這一個(gè)指標(biāo)的誤區(qū)，也就是說(shuō)并非步進(jìn)電機(jī)的扭矩越大越好，要和步進(jìn)電機(jī)速度指標(biāo)一起考慮。

一般情況下，由于混合式步進(jìn)電機(jī)的性能高于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，所以較受歡迎。同時(shí)，細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器能使步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器工作在細(xì)分狀態(tài)，所以細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器一般是首選。
深圳東么川步進(jìn)電機(jī)、無(wú)刷電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。