步进电机的基础知识

什么是步进电机？步进电机是将电脉冲转换为角位移的执行器。通常，当接收脉冲信号时，该步进电机将根据为该步进电机设定的方向旋转固定角度（即“步进角”）。可以通过控制脉冲数来控制角位移量，以达到精确定位的目的。同时，通过控制脉冲频率可以控制电机的转速和加速度，达到速度控制的目的。

步进电机的工作原理

步进电机是如何工作的？步进电机的转子是永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生矢量磁场。磁场驱动转子旋转一个角度，使得转子的磁场对和定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度时，转子也随着磁场以一定角度旋转。每次输入电脉冲时，电机进一步旋转一度。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比，速度与脉冲频率成正比。改变绕组功率的顺序，电机会反转。因此，它可以通过控制脉冲数来控制步进电机的旋转。

步进电机的类型

分为三种类型：永磁步进电机（PM），可变磁阻步进电机（VR）和混合式步进电机（HB）。

1、PM步进电机一般为二相混合式步进电机，扭矩和体积小; 其踩角一般为7.5°或15°。

2、VR步进电机一般为三相混合式步进电机，可实现高转矩输出; 踩角一般为1.5，但噪音和振动大; 三相混合式步进电机的转子磁路由软磁材料制成。转子上有多相励磁绕组。通过利用磁导率的变化产生扭矩。

3、HB步进电机，指示混合PM和VR的优点，分为二相、三相和五相混合式步进电机。两相的步进角一般为1.8°，三相的步进角为1.2°，五相的步进角为0.72°。它主要被广泛应用。

步进电机的选择

1、步进角：根据负载精度要求选择电机的步进角。负载的最小分辨率通常转换为电机轴，注意每个分辨率的角度和电机的踩角应等于或小于角度。一般来说，二相混合式步进电机的步进角为0.9°/ 1.8°，三相混合式步进电机的为1.2°，五相混合式步进电机的为0.36°/ 0.72°。

2、静态扭矩：根据电机负载选择静态扭矩，负载可分为惯性和摩擦负载。当直接启动电动机时（通常从低速到高速），考虑两种负载。在加速时启动电机时，应考虑惯性负载; 当电动机以恒定速度旋转时，只考虑摩擦负荷。通常，静态扭矩应在摩擦负荷的2-3倍之内。

3、电流：对于具有相同静态转矩的电动机，由于电流参数的不同，它们的运动特性存在很大差异。可以根据转矩频率特性曲线图判断电流。