步進電機選型原則你都知道嗎_步進電機選型誤區盤點

    步進電機是一種作為控制用的特種電機，它的旋轉是以固定的角度（稱為「步距角」）一步一步運行的，其特點是沒有積累誤差（精度為百分之100），所以廣泛應用於各種開環控制。步進電機的運行要有一電子裝置進行驅動，這種裝置就是步進電機驅動器，它是把控制系統發出的脈衝信號轉化為步進電機的角位移，或者說：控制系統每發一個脈衝信號，通過驅動器就使步進電機旋轉一步距角。所以步進電機的轉速與脈衝信號的頻率成正比。雖然步進電機已被廣泛地應用，但步進電機並不能象普通的直流電機，交流電機在常規下使用。它必須由雙環形脈衝信號、功率驅動電路等組成控制系統方可使用。因此用好步進電機卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業知識。

　　本文主要介紹步進電機選型原則及選型的誤區盤點，首先介紹的是選型的原則，其次介紹了步進電機選擇的要素及選型步驟，最後闡述了步進電機選型誤區，具體的跟隨小編來詳細的了解一下。

　　

    步進電機選型原則

　　1、首先確定步進電機拖動負載所需要的扭矩。最簡單的方法是在負載軸上加一槓桿，用彈簧秤拉動槓桿，拉力乘以力臂長度既是負載力矩。或者根據負載特性從理論上計算出來。由於步進電機是控制類電機，所以目前常用步進電機的最大力矩不超過 45Nm ，力矩越大，成本越高，如果您所選擇的電機力矩較大或超過此範圍，可以考慮加配減速裝置。

　　2、確定步進電機的最高運行轉速。轉速指標在步進電機的選取時至關重要，步進電機的特性是隨著電機轉速的升高，扭矩下降，其下降的快慢和很多參數有關，如 ： 驅動器的驅動電壓、電機的相電流、電機的相電感、電機大小等等，一般的規律是：驅動電壓越高，力矩下降越慢；電機的相電流越大，力矩下降越慢。在設計方案時，應使電機的轉速控制在 1500 轉 / 分或 1000 轉 / 分，當然這樣說很不規範，可以參考〈矩 - 頻特性〉。

　　3、根據負載最大力矩和最高轉速這兩個重要指標，再參考〈矩 - 頻特性〉，就可以選擇出適合自己的步進電機。如果您認為自己選出的電機太大，可以考慮加配減速裝置，這樣可以節約成本，也可以使您的設計更靈活。要選擇好合適的減速比，要綜合考慮力矩和速度的關係，選擇出最佳方案。

　　4、最後還要考慮留有一定的（如百分之30 ）力矩餘量和轉速餘量。

　　5、儘量選擇混合式步進電機，它的性能高於反映式步進電機。

　　6、儘量選取細分驅動器，且使驅動器工作在細分狀態。

　　7、選取時且勿走入只看電機力矩這一個指標的誤區，也就是說並非電機的扭矩越大越好，要和速度指標一起考慮。

　　8、在轉速要求較高的情況下可以選擇驅動電壓高一點的驅動器。

　　9、在選購時是採用兩相的還是三相的，這並沒有什麼具體的要求，只要步距角能滿足使用要求就行。

　　

    步進電機的選擇要素

　　1、步距角的選擇

　　電機的步距角取決於負載精度的要求，將負載的最小解析度（當量）換算到電機軸上，每個當量電機應走多少角度（包括減速）。電機的步距角應等於或小於此角度。目前市場上步進電機的步距角一般有0.36度/0.72度（五相電機）、0.9度/1.8度（二、四相電機）、1.5度/3度（三相電機）等。

　　2、靜力矩的選擇

　　步進電機的動態力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機的靜力矩。靜力矩選擇的依據是電機工作的負載，而負載可分為慣性負載和摩擦負載二種。單一的慣性負載和單一的摩擦負載是不存在的。直接起動時（一般由低速）時二種負載均要考慮，加速起動時主要考慮慣性負載，恆速運行進只要考慮摩擦負載。一般情況下，靜力矩應為摩擦負載的2-3倍內好，靜力矩一旦選定，電機的機座及長度便能確定下來（幾何尺寸）

　　3、電流的選擇

　　靜力矩一樣的電機，由於電流參數不同，其運行特性差別很大，可依據矩頻特性曲線圖，判斷電機的電流（參考驅動電源、及驅動電壓）。

　　綜上所述選擇電機一般應遵循以下步驟：

　　

　　4、力矩與功率換算

　　進電機一般在較大範圍內調速使用、其功率是變化的，一般只用力矩來衡量，力矩與功率換算如下：

　　

　　其P為功率單位為瓦，Ω為每秒角速度，單位為弧度，n為每分鐘轉速，M為力矩單位為牛頓·米 P=2πfM/400（半步工作） 其中f為每秒脈衝數（簡稱PPS）

    步進電機的選型步驟詳解

　　1、步進電機轉矩的選擇

　　步進電機的保持轉矩，近似於傳統電機所稱的「功率」。當然，有著本質的區別。步進電動機的物理結構，完全不同於交流、直流電機，電機的輸出功率是可變的。通常根據需要的轉矩大小（即所要帶動物體的扭力大小），來選擇哪種型號的電機。大致說來，扭力在0.8N.m以下，選擇20、28、35、39、42（電機的機身直徑或方度，單位：mm）；扭力在1N.m左右的，選擇57電機較為合適。扭力在幾個N.m或更大的情況下，就要選擇86、110、130等規格的步進電機。

　　2、步過電機轉速的選擇

　　對於電機的轉速也要特別考慮。因為，電機的輸出轉矩，與轉速成反比。就是說，步進電機在低速（每分鐘幾百轉或更低轉速，其輸出轉矩較大），在高速旋轉狀態的轉矩（1000轉/分--9000轉）就很小了。當然，有些工況環境需要高速電機，就要對步進電動機的線圈電阻、電感等指標進行衡量。選擇電感稍小一些的電機，作為高速電機，能夠獲得較大輸出轉矩。反之，要求低速大力矩的情況下，就要選擇電感在十幾或幾十mH，電阻也要大一些為好。

　　3、步進電機空載起動頻率的選擇

　　步進電機空載起動頻率，通常稱為「空起頻率」。這是選購電機比較重要的一項指標。如果要求在瞬間頻繁啟動、停止，並且，轉速在1000轉/分鐘左右（或更高），通常需要「加速啟動」。如果需要直接啟動達到高速運轉，最好選擇反應式或永磁電機。這些電機的「空起頻率」都比較高。

　　4、步進電機的相數選擇

　　步進電機的相數選擇，這項內容，很多客戶幾乎沒有什麼重視，大多是隨便購買。其實，不同相數的電機，工作效果是不同的。相數越多，步距角就能夠做的比較小，工作時的振動就相對小一些。大多數場合，使用兩相電機比較多。在高速大力矩的工作環境，選擇三相步進電機是比較實用的。

　　5、針對步進電機使用環境來選擇

　　特種步進電機能夠防水、防油，用於某些特殊場合。例如水下機器人，就需要放水電機。對於特種用途的電機，就要針對性選擇了。

　　6、根據您的實際情況可否需要特殊規格

　　特殊規格的步進電機，請和我們溝通，在技術允許的範圍內，加工訂貨。例如，出軸的直徑、長短、伸出方向等。

　　7、如有必要最好與廠家的技術工程師進一步溝通與確認型號

　　如有必要最好與廠家的技術工程師進一步溝通，以便於確認你要選擇的步進機電能否滿足你所要求各方面的指標。

　　

    步進電機選型幾大誤區盤點

　　1、兩相步進電機、三相步進電機與兩相電220伏、三相電380伏之間的誤區

　　步進電機按照內部構造不同，可以分為兩相步進電機、三相步進電機、五相步進電機，由於五相步進電機成本高，市場上很少出現，所以常用的就是兩相步進電機和三相步進電機。很多客戶剛接觸步進，經常會誤認為兩相步進電機就是220伏供電，三相步進電機就是380伏供電，其實是錯誤的。我們說的兩相三相步進電機是根據步進電機內部構造極對數來命名區分的，與220伏380伏供電沒有任何關係。

　　

　　2、步進電機功率與扭矩之間的誤區

　　步進電機一般在較大範圍內調速使用，通常只用力矩來衡量，而且速度越快力矩就會越小，其功率是變化的，所以步進電機沒有功率這一說法，只說保持轉矩，有些客戶為了取代以往的普通的電機，想選個和以前大約差不多的功率的電機，這裡有這樣一個大約的公式。

　　力矩與功率換算如下：

　　∵P=Ω.M

　　Ω=2П.n/60

　　∴P=2П.n.M/60，≈n.M/10 功率≈轉速*轉矩/10

　　其中P為功率，單位為瓦，Ω為每秒角速度，單位為弧度，n為每分鐘轉速，M為力矩，單位為N.m。

　　3、步進電機供電的誤區

　　步進電機如果正常運轉，必須與步進電機驅動器和發脈衝的控制器同時使用，而步進電機是不需要直接接電源的，步進電機的出線直接和驅動器連接，我們通常所說的供電電壓是指給驅動器的供電電壓，有很多客戶希望直接用220V的電壓來供電，方便快捷，但是不是所有步進電機都能實現，一般三相大功率的110步進電機所配驅動器MA-3208是可以直接220V供電的，其餘的小功率的電機驅動器都是要配一個開關電源或者變壓器的。

　　4、步進電機命名的誤區

　　目前國內步進電機的命名方式可謂多種多樣，沒有一個統一的國標，各個廠家都以自己的方式命名，有很多客戶直接會問有沒有什麼什麼型號的步進電機，如果想找到一模一樣命名方式的電機替代，只有找原廠家。其實各個廠家步進電機都是一樣的，只是名字不同，我們只要抓住關鍵參數，法蘭邊長，保持轉矩，電機機身長度，步距角就可以確定可以替代的電機了。

　　5、步進電機基本步距角與細分之間的誤區

　　步進電機的細分技術實質上是一種電子阻尼技術，其主要目的是減弱或消除步進電機的低頻振動，提高電機的運轉精度只是細分技術的一個附帶功能。細分後電機運行時的實際步距角是基本步距角的幾分之一。（兩相步進電機的基本步距角是1.8°，即一個脈衝走1.8°，如果沒有細分，則是200個脈衝走一圈360°，細分是通過驅動器靠精確控制電機的相電流所產生的，與電機無關，如果是10細分，則發一個脈衝電機走0.18°，即2000個脈衝走一圈360°，電機的精度能否達到或接近0.18°，還取決於細分驅動器的細分電流控制精度等其它因素。不同廠家的細分驅動器精度可能差別很大;細分數越大精度越難控制。以次類推。三相步進電機的基本步距角是1.2°，即一個脈衝走1.2°，如果沒有細分，則是300個脈衝走一圈360°，如果是10細分，則發一個脈衝，電機走0.12°，即3000個脈衝走一圈360°，以次類推。

關鍵字：步進電機 編輯：王磊 引用地址：http://news.eeworld.com.cn/gykz/article_2018042611431.html 本網站轉載的所有的文章、圖片、音頻視頻文件等資料的版權歸版權所有人所有，本站採用的非本站原創文章及圖片等內容無法一一聯繫確認版權者。如果本網所選內容的文章作者及編輯認為其作品不宜公開自由傳播，或不應無償使用，請及時通過電子郵件或電話通知我們，以迅速採取適當措施，避免給雙方造成不必要的經濟損失。

推薦閱讀

印刷機械如何選擇步進電機和伺服電機

　　如何正確選擇和步進電機　　主要視具體應用情況而定，簡單地說要確定：負載的性質（如水平還是垂直負載等），轉矩、慣量、轉速、精度、加減速等要求，上位控制要求（如對埠界面 和通訊方面的要求），主要控制方式是位置、轉矩還是速度方式。供電電源是直流還是交流電源，或電池供電，電壓範圍。據此以確定電機和配用驅動器或控制器的型號。　　選擇步進電機還是伺服電機系統？　　其實，選擇什麼樣的電機應根據具體應用情況而定，各有其特點。　　　　印刷機械如何選擇步進電機和伺服電機　　印刷機械的傳輸結構只要包括：直線電機、旋轉電機、旋轉馬達等。其中，直線電機控制驅動板塊，原點開關和磁條，讀數頭和編碼器。旋轉電機控制剎車片，旋轉編碼器，板卡

發表於 2020-05-06

stm32F4 定時器中斷 + 步進電機控制器 控制四線兩相步進電機

今天給大家分享一個 初級版本的步進電機的控制方法，用到的步進電機是4線兩相的42步進電機 如下圖：步進電機驅動選用的是這款   TB6600供電選用了12V的穩壓電源  最小系統板供電是從Jlink上直接引出MCU是  stm32F407ZGT6 最小系統板 根據步進電機控制器的資料可以知道 步進電機的速度和轉過的角度都是通過 PUL + 和PUL- 來控制的（這裡插一段關於步進電機驅動上的六個控制接線端子的使用，將其中的四個+   或者是四根 - 接在一起做成共陽接法或者共陰接法，如果 電平是3.3V 或者 5V 可以不串接電阻 ，如果電壓大於5V 需要

發表於 2020-04-15

基於Stm32F407的步進電機的速度控制方案------初步

這裡跟大家分享一下我的步進電機的速度控制思路（最終初步解決了問題）這裡我選擇的是 Stm32F407 作為主控晶片，我的大致速度控制思路就是通過調整PSC 和ARR的值來實現對速度的控制。對應於我的代碼的定時器框圖如下（我用的是TIM14）為了實現修改定時器的頻率我們需要修改對應的PSC和ARR的值、  這裡的定時器模式我選擇是PWM模式對應的定時器部分的初始化代碼如下以上代碼完成了定時器的IO復用和對應的時鐘的初始化，這裡我們不在贅述！  我們接下來就是需要通過修改 定時器對應的PSC和ARR值來實現對定時器輸出的脈衝的頻率進行調整所以我考慮的是 我們寫一個數組，將不同的轉速下對應的PSC和ARR值都分別寫入

發表於 2020-04-14

基於Stm32F407的多路（6路）步進電機速度控制函數

應學弟們的要求特意將步進電機的速度控制函數完善。重點：這裡只是速度控制函數， 沒有加減速曲線！ 沒有記錄步數！  只是簡單的把步進電機當成直流電機用！ 很初級的一個程序！程序的下載連結在這裡 開發平臺Keil5 單片機 Stm32F407接下來 我就程序的實現過程給大家進行分享   第一部分是實現的機制介紹  詳細連結 在這裡！主要就是通過修改 PSC和ARR寄存器的值，我們可以修改 定時器的溢出頻率！而我們的定時器模式設置成 PWM輸出模式， CCR寄存器 我們設置一個較小的值*（我們要控制脈衝的頻率 ，所以單個脈衝的寬度是我們不關心的！）   修改了 PSC 和ARR

發表於 2020-04-14

Trinamic全新大電流步進電機驅動晶片為您提供快速成型平臺

Trinamic推出了一種新的大電流步進電機驅動/控制晶片TMC5160的評估板-TMC5160-EVAL-SHIELD 。SHIELD與市場上價格實惠的STM32 Nucleo板具備相同的接口，以實現直接兼容。電機和運動控制技術領先開發商TRINAMIC Motion Control宣布推出TMC5160-EVAL-SHIELD，將其快速成型的開發板的範圍擴展到兼容Nucleo板和Arduinos。這兩款評估版深受中國工程師的歡迎，它結合了Trinamic領先的電機和運動控制以及熟悉的Nucleo環境。 選擇TMC5160是一個顯而易見的結果，因為它結合了Trinamic的標誌性技術和8…60V DC的寬電機供電範圍

發表於 2020-03-13

51單片機-步進電機-舵機

1.文件文件下載地址https://download.csdn.net/download/weixin_43130546/121884292.電機分類驅動類電機——如：四驅車馬達控制類電機反應式步進電機——性能差，已被淘汰永磁式步進電機——廣泛用於消費產品如： 28BYJ-48 （4相永磁式步進電機）混合式步進電機——主要用於工業3.電機工作模式單四拍雙四拍八拍4.說明P1_0-P1_4控制電機按鍵上正轉按鍵下反轉按鍵1-9轉相應的圈數按鍵左反轉90案件右正轉90ESC暫停5.代碼#include <reg52.h>sbit KEYOUT1 = P3^0;sbit KEYOUT2 = P3^1;sbit KEYOUT3

發表於 2020-03-06