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4公司動(dòng)態(tài)

步進(jìn)電機(jī)

步進(jìn)電動(dòng)機(jī) ，也稱(chēng)為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或步進(jìn)電動(dòng)機(jī) ，是一種無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī) ，它將整個(gè)旋轉(zhuǎn)分成許多相等的步進(jìn)。然后可以命令電動(dòng)機(jī)的位置在這些步驟中的一個(gè)步驟中移動(dòng)和保持，而無(wú)需任何用于反饋的位置傳感器（開(kāi)環(huán)控制器），只要電動(dòng)機(jī)在扭矩和速度方面小心地適應(yīng)應(yīng)用。

開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)是非常大的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，其極數(shù)減少，并且通常是閉環(huán)換向的。

當(dāng)直流電壓施加到其端子時(shí)，有刷直流電機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特性是將一系列輸入脈沖（通常是方波脈沖）轉(zhuǎn)換成軸位置的精確定義的增量。每個(gè)脈沖使軸移動(dòng)一個(gè)固定的角度。

步進(jìn)電機(jī)有效地具有多個(gè)“齒形”電磁鐵，這些電磁鐵圍繞中心齒輪形鐵片布置。電磁鐵由外部驅(qū)動(dòng)電路或微控制器供電。為了使電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，首先，給一個(gè)電磁鐵提供動(dòng)力，磁力吸引齒輪的齒。當(dāng)齒輪的齒與第一個(gè)電磁鐵對(duì)齊時(shí)，它們稍微偏離下一個(gè)電磁鐵。這意味著當(dāng)下一個(gè)電磁鐵打開(kāi)并且第一個(gè)電磁鐵關(guān)閉時(shí)，齒輪稍微旋轉(zhuǎn)以與下一個(gè)電磁鐵對(duì)齊。從那里重復(fù)該過(guò)程。這些旋轉(zhuǎn)中的每一個(gè)被稱(chēng)為“步驟”，其中整數(shù)個(gè)步驟進(jìn)行完全旋轉(zhuǎn)。以這種方式，電動(dòng)機(jī)可以以精確的角度轉(zhuǎn)動(dòng)。

電磁鐵的圓形布置被分成組，每組稱(chēng)為相，并且每組具有相同數(shù)量的電磁鐵。組的數(shù)量由步進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì)者選擇。每組的電磁鐵與其他組的電磁鐵交錯(cuò)，形成均勻的排列圖案。例如，如果步進(jìn)電機(jī)有兩組標(biāo)識(shí)為A或B，總共十個(gè)電磁鐵，則分組模式為ABABABABAB。

同一組內(nèi)的電磁鐵全部通電。因此，具有更多相的步進(jìn)電機(jī)通常具有更多的電線（或引線）來(lái)控制電機(jī)。
步進(jìn)電機(jī)有三種主要類(lèi)型：

永磁步進(jìn)器
可變磁阻步進(jìn)器
混合同步步進(jìn)器
永磁電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)子中使用永磁體（PM）并且對(duì)轉(zhuǎn)子PM和定子電磁體之間的吸引力或排斥力進(jìn)行操作。可變磁阻（VR）電動(dòng)機(jī)具有普通鐵轉(zhuǎn)子，并且基于以最小間隙發(fā)生最小磁阻的原理操作，因此轉(zhuǎn)子點(diǎn)被吸引向定子磁極。混合同步是永磁體和可變磁阻類(lèi)型的組合，以最小化功率。

兩相步進(jìn)電機(jī)
兩相步進(jìn)電機(jī)中的電磁線圈有兩種基本繞組布置：雙極和單極。

單極電機(jī)
單極步進(jìn)電機(jī)每相具有一個(gè)帶中心抽頭的繞組。對(duì)于每個(gè)磁場(chǎng)方向，每個(gè)繞組部分都接通。由于在這種布置中可以在不切換電流方向的情況下反轉(zhuǎn)磁極，因此可以使換向電路對(duì)于每個(gè)繞組非常簡(jiǎn)單（例如，單個(gè)晶體管）。通常，給定一個(gè)相位，每個(gè)繞組的中心抽頭是共用的：每相提供三個(gè)引線，典型的兩相電機(jī)提供六個(gè)引線。通常，這兩個(gè)相位共用內(nèi)部連接，因此電機(jī)只有五個(gè)引線。

可以使用微控制器或步進(jìn)電機(jī)控制器以正確的順序激活驅(qū)動(dòng)晶體管，這種易操作性使單極電機(jī)受到業(yè)余愛(ài)好者的歡迎; 它們可能是獲得精確角度運(yùn)動(dòng)的最便宜方式。

單極步進(jìn)電機(jī)線圈
對(duì)于實(shí)驗(yàn)者來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)在PM電機(jī)中將端子線接觸在一起來(lái)識(shí)別繞組。如果連接線圈的端子，則軸變得更難轉(zhuǎn)動(dòng)。區(qū)分中心抽頭（公共線）和線圈端線的一種方法是測(cè)量電阻。公共線和線圈端線之間的電阻始終是線圈端線之間電阻的一半。這是因?yàn)閮啥酥g的線圈長(zhǎng)度是中心（公共線）到端部的一半。確定步進(jìn)電機(jī)是否工作的快速方法是每?jī)蓪?duì)短路并嘗試轉(zhuǎn)動(dòng)軸。只要感覺(jué)到高于正常的電阻，就表明特定繞組的電路閉合且相位正在工作。

雙極電機(jī)
雙極電機(jī)每相具有單個(gè)繞組。繞組中的電流需要反轉(zhuǎn)以便反轉(zhuǎn)磁極，因此驅(qū)動(dòng)電路必須更復(fù)雜，通常采用H橋布置（但是有幾種現(xiàn)成的驅(qū)動(dòng)芯片可用于制造簡(jiǎn)單的事情）。每相有兩個(gè)引線，沒(méi)有一個(gè)是常見(jiàn)的。

雙線圈雙極步進(jìn)電機(jī)的典型驅(qū)動(dòng)模式是：A + B + A- B-。即驅(qū)動(dòng)線圈A具有正電流，然后從線圈A移除電流; 然后用正電流驅(qū)動(dòng)線圈B，然后從線圈B上移除電流; 然后用負(fù)電流驅(qū)動(dòng)線圈A（通過(guò)例如用H橋切換導(dǎo)線來(lái)翻轉(zhuǎn)極性），然后從線圈A移除電流; 然后用負(fù)電流驅(qū)動(dòng)線圈B（再次翻轉(zhuǎn)與線圈A相同的極性）; 循環(huán)完成并重新開(kāi)始。

在某些驅(qū)動(dòng)拓?fù)渲幸呀?jīng)觀察到使用H橋的靜摩擦效應(yīng)。

以比電動(dòng)機(jī)可以響應(yīng)的更高頻率抖動(dòng)步進(jìn)信號(hào)將減少這種“靜摩擦”效應(yīng)。

由于繞組被更好地利用，它們比相同重量的單極電機(jī)更強(qiáng)大。這是由于繞組占用的物理空間。單極電機(jī)在同一空間內(nèi)的導(dǎo)線數(shù)量是兩倍，但在任何時(shí)間點(diǎn)只使用一半，因此效率為50％（或大約70％的可用扭矩輸出）。雖然雙極步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)更復(fù)雜，但驅(qū)動(dòng)芯片的豐富意味著實(shí)現(xiàn)起來(lái)要困難得多。

8引腳步進(jìn)電機(jī)就像單極步進(jìn)電機(jī)，但引線不與電機(jī)內(nèi)部共用。這種電機(jī)可以采用多種配置進(jìn)行接線：

單極。
雙極帶串聯(lián)繞組。這提供了更高的電感但每個(gè)繞組的電流更低。
雙極并聯(lián)繞組。這需要更高的電流，但隨著繞組電感的減小，性能會(huì)更好。
雙相，每相單繞組。這種方法僅在可用繞組的一半上運(yùn)行電動(dòng)機(jī)，這將減少可用的低速扭矩但需要更少的電流
高階相位步進(jìn)電機(jī)
具有多相的多相步進(jìn)電機(jī)往往具有低得多的振動(dòng)水平。 [4]雖然它們更昂貴，但它們確實(shí)具有更高的功率密度，并且適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電子設(shè)備通常更適合應(yīng)用[ 需要引證 ] 。

驅(qū)動(dòng)電路

帶有Adafruit Motor Shield驅(qū)動(dòng)電路的步進(jìn)電機(jī)，用于Arduino
步進(jìn)電機(jī)的性能很大程度上取決于驅(qū)動(dòng)電路。如果定子磁極可以更快地反轉(zhuǎn)，則扭矩曲線可以延伸到更大的速度，限制因素是繞組電感的組合。為了克服電感并快速切換繞組，必須增加驅(qū)動(dòng)電壓。這進(jìn)一步導(dǎo)致必須限制這些高電壓否則可能引起的電流。

通常與電感效應(yīng)相當(dāng)?shù)牧硪粋€(gè)限制是電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生與速度（步進(jìn)速率）成比例的正弦電壓。從可用的電壓波形中減去該AC電壓以引起電流的變化。

L / R驅(qū)動(dòng)電路
L / R驅(qū)動(dòng)器電路也稱(chēng)為恒定電壓驅(qū)動(dòng)器，因?yàn)橄蛎總€(gè)繞組施加恒定的正或負(fù)電壓以設(shè)定步進(jìn)位置。然而，它是繞組電流，而不是將電壓施加到步進(jìn)電機(jī)軸的電壓。每個(gè)繞組中的電流I通過(guò)繞組電感L和繞組電阻R與施加的電壓V相關(guān)。電阻R根據(jù)歐姆定律 I = V / R確定最大電流。電感L根據(jù)電感器的公式dI / dt = V / L確定繞組中電流的最大變化率。因此，當(dāng)由L / R驅(qū)動(dòng)器控制時(shí)，步進(jìn)電機(jī)的最大速度受其電感的限制，因?yàn)樵谀硞€(gè)速度下，電壓U的變化將比我可以跟上的電流更快。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，電流變化率是L / R（例如，10歐姆電感，2歐姆電阻將需要5毫秒才能達(dá)到最大扭矩的約2/3或大約24毫秒才能達(dá)到最大扭矩的99％）。為了在高速下獲得高扭矩，需要具有低電阻和低電感的大驅(qū)動(dòng)電壓。

使用L / R驅(qū)動(dòng)器，可以通過(guò)在每個(gè)繞組上串聯(lián)一個(gè)外部電阻來(lái)控制具有更高電壓驅(qū)動(dòng)的低壓電阻電機(jī)。這會(huì)浪費(fèi)電阻器的功率并產(chǎn)生熱量。因此，它被認(rèn)為是一種低性能選擇，盡管簡(jiǎn)單且便宜。

現(xiàn)代電壓模式驅(qū)動(dòng)器通過(guò)將正弦電壓波形近似到電機(jī)相來(lái)克服其中一些限制。電壓波形的幅度設(shè)置為隨步進(jìn)速率增加。如果適當(dāng)調(diào)整，這可以補(bǔ)償電感和反電動(dòng)勢(shì)的影響，相對(duì)于電流模式驅(qū)動(dòng)器可以獲得不錯(cuò)的性能，但代價(jià)是電流模式驅(qū)動(dòng)器更簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)工作（調(diào)整程序）。

斬波驅(qū)動(dòng)電路
斬波器驅(qū)動(dòng)電路被稱(chēng)為恒定電流驅(qū)動(dòng)器，因?yàn)樗鼈冊(cè)诿總€(gè)繞組中產(chǎn)生稍微恒定的電流而不是施加恒定電壓。在每個(gè)新步驟中，最初將非常高的電壓施加到繞組。這導(dǎo)致繞組中的電流快速上升，因?yàn)閐I / dt = V / L，其中V非常大。每個(gè)繞組中的電流由控制器監(jiān)控，通常通過(guò)測(cè)量與每個(gè)繞組串聯(lián)的小檢測(cè)電阻兩端的電壓。當(dāng)電流超過(guò)規(guī)定的電流限制時(shí)，通常使用功率晶體管關(guān)閉或“切斷” 電壓。當(dāng)繞組電流低于規(guī)定限值時(shí)，電壓再次打開(kāi)。以這種方式，對(duì)于特定的步進(jìn)位置，電流保持相對(duì)恒定。這需要額外的電子元件來(lái)檢測(cè)繞組電流并控制開(kāi)關(guān)，但它允許步進(jìn)電機(jī)以比L / R驅(qū)動(dòng)器更高的速度以更高的扭矩驅(qū)動(dòng)。用于此目的的集成電子器件可廣泛使用。

相電流波形

不同的驅(qū)動(dòng)模式顯示4相單極步進(jìn)電機(jī)上的線圈電流。
步進(jìn)電機(jī)是一種多相交流同步電機(jī) （見(jiàn)下面的理論），它理想地由正弦電流驅(qū)動(dòng)。全步波形是正弦曲線的粗略近似，這也是電機(jī)表現(xiàn)出如此大的振動(dòng)的原因。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了各種驅(qū)動(dòng)技術(shù)以更好地近似正弦驅(qū)動(dòng)波形：這些是半步進(jìn)和微步進(jìn)。

波形驅(qū)動(dòng)（一相打開(kāi)）
在該驅(qū)動(dòng)方法中，一次僅激活單個(gè)相。它具有與全步驅(qū)動(dòng)相同的步數(shù)，但電機(jī)將具有明顯小于額定轉(zhuǎn)矩。它很少使用。上面顯示的動(dòng)畫(huà)圖形是波浪驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。在動(dòng)畫(huà)中，轉(zhuǎn)子有25個(gè)齒，旋轉(zhuǎn)一個(gè)齒位需要4個(gè)步驟。因此，每完整旋轉(zhuǎn)將有25×4 = 100步，每步將為360/100 = 3.6度。

在該驅(qū)動(dòng)方法中，齒數(shù)N被限制為能夠從靜止?fàn)顟B(tài)進(jìn)行每個(gè)步驟。當(dāng)0位置指向一個(gè)齒時(shí)，移動(dòng)到N / 4位置的最近的齒將比剛剛經(jīng)過(guò)N / 4位置的齒更接近N / 4位置。令\是整數(shù)除法使得25 \ 4 = 6且％為除法的余數(shù)，使得25％4 = 1，等式為N \ 4 + 1 - N / 4> N / 4 - N \ 4，即2 *（N \ 4）+1> N / 2，與4 *（N \ 4）+ 2> N = 4 *（N \ 4）+ N％4相同。所以2> N％4，N％4可以是0,1,2,3，所以N％4 = 1或N％4 = 0.但是如果N％4 = 0，當(dāng)0位置指向一個(gè)齒，N / 4位置只會(huì)指向一顆牙齒。這使轉(zhuǎn)子處于穩(wěn)定位置而不會(huì)移動(dòng)。所以N％4 = 1.即N = 4 * n + 1.N可以是5,9,13,17,21,25，......，45，...，125 ...這是一個(gè)相等的差異序列。但是為了生產(chǎn)許多牙齒是昂貴的，并且為了便于步驟計(jì)算，N = 25和N = 45是2個(gè)良好的數(shù)字。 N = 45然后一步= 360/45/4 = 2度。 N = 25一步= 360/25/4 = 3.6度。對(duì)于更精細(xì)的步驟N可能是更大的數(shù)字。一個(gè)好的大數(shù)是125，步長(zhǎng)是360/125/4 = 0.72度。對(duì)于那些聲稱(chēng)1.8度步進(jìn)的步進(jìn)電機(jī)，N應(yīng)該是49，這是近似的可忽略誤差。如360 = 2 ^ 3 * 3 ^ 2 * 5，所以N = 4 * n + 1 = 2 ^ i * 3 ^ j * 5 ^ k，因?yàn)? * n + 1是奇數(shù)，所以i = 0，并且它可能是4 * n + 1 = 3 ^ j * 5 ^ k，4 *（n -1 + 1）+1 = 4 * （n-1）+ 5，如果n-1 = 5 * m，那么N =（4 * m +1）* 5將是有利的，那么N又是25,45,65,85,105,125，...，再次等差序列。 4 * n + 1 = 4 *（n-2 +2）+ 1 = 4 *（n-2）+9，如果n = 2 = 9 * s，那么N =（4 * s + 1）* 9會(huì)如果4 * n + 1 = 10 * t + 1,2 * n = 5 * t，n = 5 * u，N = 20 * u，那么N是9,45,81,117，.... + 1，則N在21,41,61,81,101,121 ....;如果4 * n + 1 = 10 * t - 1,2 * n = 5 * t - 1 = 5 *（2 * v + 1 ）-1，n = 5 * v + 2，N = 20 * v + 9，則N在29,49,69,89,109,129,149 ....

全步驅(qū)動(dòng)（兩個(gè)階段）
這是全步驅(qū)動(dòng)電機(jī)的常用方法。兩相始終打開(kāi)，因此電機(jī)將提供其最大額定轉(zhuǎn)矩。一旦關(guān)閉一個(gè)階段，另一個(gè)階段就會(huì)打開(kāi)。波動(dòng)和單相全步都是同一個(gè)，步數(shù)相同但扭矩不同。

半步
半步進(jìn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)器在兩相之間交替，單相開(kāi)啟。這增加了角分辨率。電機(jī)在全步位置（僅有單相接通）的扭矩較?。s70％）。這可以通過(guò)增加有源繞組中的電流來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償來(lái)減輕。半步進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備不需要改變來(lái)支持它。在上面顯示的動(dòng)畫(huà)圖中，如果我們將其改為半步，則需要8步才能旋轉(zhuǎn)1個(gè)齒位置。因此，每完整旋轉(zhuǎn)將有25×8 = 200步，每步將為360/200 = 1.8°。它每步的角度是整個(gè)步驟的一半。

微步
通常稱(chēng)為微步進(jìn)的通常是正弦 - 余弦微步進(jìn) ，其中繞組電流近似于正弦AC波形。正弦 - 余弦微步進(jìn)是最常見(jiàn)的形式，但也可以使用其他波形。 [5]無(wú)論使用何種波形，隨著微步進(jìn)變小，電機(jī)操作變得更加平滑，從而大大減少了電機(jī)可能連接的任何部件以及電機(jī)本身的共振。分辨率將受到電機(jī)和終端設(shè)備之間的機(jī)械靜摩擦，反沖和其他誤差源的限制。齒輪減速器可用于增加定位的分辨率。

步長(zhǎng)重復(fù)性是一個(gè)重要的步進(jìn)電機(jī)特性，也是它們用于定位的根本原因。

示例：許多現(xiàn)代混合式步進(jìn)電機(jī)的額定值使得每個(gè)完整步驟的行程（例如，每個(gè)完整步驟1.8度或每轉(zhuǎn)200個(gè)完整步驟）將在每個(gè)其他完整步驟的行程的3％或5％范圍內(nèi)，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)在規(guī)定的工作范圍內(nèi)運(yùn)行。一些制造商表明，他們的電機(jī)可以輕松地保持步進(jìn)行程尺寸的3％或5％相等，因?yàn)椴介L(zhǎng)從完全踩踏減少到1/10踩踏。然后，隨著微步進(jìn)除數(shù)增加，步長(zhǎng)重復(fù)性降低。在大步長(zhǎng)減小時(shí)，可以在任何運(yùn)動(dòng)發(fā)生之前發(fā)出許多微步命令，然后運(yùn)動(dòng)可以“跳轉(zhuǎn)”到新位置。 [6]

理論
步進(jìn)電機(jī)可視為同步交流電機(jī)，極數(shù)（轉(zhuǎn)子和定子兩者）增加，注意它們沒(méi)有共同點(diǎn)。另外，轉(zhuǎn)子和定子上具有許多齒的軟磁材料便宜地倍增極數(shù)（磁阻電動(dòng)機(jī)）。現(xiàn)代步進(jìn)機(jī)采用混合設(shè)計(jì)，具有永磁體和軟鐵芯。

為了達(dá)到滿(mǎn)額定轉(zhuǎn)矩，步進(jìn)電機(jī)中的線圈必須在每一步中達(dá)到其全額定電流。由移動(dòng)的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的繞組電感和反電動(dòng)勢(shì)傾向于抵抗驅(qū)動(dòng)電流的變化，因此隨著電動(dòng)機(jī)加速，在全電流下花費(fèi)的時(shí)間越來(lái)越少 - 從而降低了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。隨著速度進(jìn)一步增加，電流不會(huì)達(dá)到額定值，最終電機(jī)將停止產(chǎn)生扭矩。

拉入扭矩
這是步進(jìn)電機(jī)在沒(méi)有加速狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的扭矩的量度。在低速時(shí)，步進(jìn)電機(jī)可以使其自身與施加的步進(jìn)頻率同步，并且該拉入扭矩必須克服摩擦和慣性。重要的是要確保電機(jī)上的負(fù)載是摩擦力而不是慣性，因?yàn)槟Σ習(xí)p少任何不必要的振蕩。
引入曲線定義稱(chēng)為開(kāi)始/停止區(qū)域的區(qū)域。在該區(qū)域中，可以在施加負(fù)載的情況下瞬間啟動(dòng)/停止電動(dòng)機(jī)，而不會(huì)失去同步。

拉出扭矩
通過(guò)將電動(dòng)機(jī)加速到所需速度然后增加扭矩負(fù)載直到電動(dòng)機(jī)停止或錯(cuò)過(guò)步驟來(lái)測(cè)量步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的拉出扭矩。該測(cè)量是在很寬的速度范圍內(nèi)進(jìn)行的，結(jié)果用于生成步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)性能曲線。如下所述，該曲線受驅(qū)動(dòng)電壓，驅(qū)動(dòng)電流和電流切換技術(shù)的影響。設(shè)計(jì)者可以在額定扭矩和應(yīng)用所需的估計(jì)滿(mǎn)載扭矩之間包括安全系數(shù)。

制動(dòng)扭矩
使用永磁體的同步電動(dòng)機(jī)在未被電驅(qū)動(dòng)時(shí)具有諧振位置保持轉(zhuǎn)矩（稱(chēng)為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩或齒槽效應(yīng) ，并且有時(shí)包括在規(guī)范中）。軟鐵磁阻芯不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。

振鈴和共振
當(dāng)電動(dòng)機(jī)移動(dòng)一步時(shí)，它會(huì)超過(guò)最終的靜止點(diǎn)，并在它休息時(shí)繞這一點(diǎn)擺動(dòng)。這種不期望的振鈴經(jīng)歷電動(dòng)機(jī)振動(dòng)并且在無(wú)負(fù)載電動(dòng)機(jī)中更明顯。如果經(jīng)歷的振動(dòng)足以導(dǎo)致失去同步，則卸載或欠載的電動(dòng)機(jī)可能并且經(jīng)常會(huì)停轉(zhuǎn)。

步進(jìn)電機(jī)具有固有的操作頻率。當(dāng)激勵(lì)頻率與該共振匹配時(shí)，振鈴更明顯，可能錯(cuò)過(guò)步驟，并且更可能停止。電機(jī)共振頻率可以通過(guò)以下公式計(jì)算：
$f={\frac {100}{2\pi }}{\sqrt {\frac {2pM_{h}}{J_{r}}}}$

評(píng)級(jí)和規(guī)格
步進(jìn)電機(jī)的銘牌通常只給出繞組電流，偶爾也給出電壓和繞組電阻。額定電壓將產(chǎn)生DC的額定繞組電流：但這主要是無(wú)意義的額定值，因?yàn)樗鞋F(xiàn)代驅(qū)動(dòng)器都是電流限制且驅(qū)動(dòng)電壓大大超過(guò)電機(jī)額定電壓。

制造商提供的數(shù)據(jù)表通常表示電感。反電動(dòng)勢(shì)同樣重要，但很少列出（使用示波器測(cè)量很簡(jiǎn)單）。這些數(shù)據(jù)有助于更深入的電子設(shè)計(jì)，偏離標(biāo)準(zhǔn)電源電壓，調(diào)整第三方驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備，或在選擇具有其他類(lèi)似尺寸，電壓和扭矩規(guī)格的電機(jī)型號(hào)時(shí)獲得洞察力。

步進(jìn)器的低速扭矩將隨電流直接變化。扭矩在更快的速度下下降的速度取決于繞組電感及其所連接的驅(qū)動(dòng)電路，尤其是驅(qū)動(dòng)電壓。

步進(jìn)器的尺寸應(yīng)根據(jù)公布的扭矩曲線確定，扭矩曲線由制造商在特定驅(qū)動(dòng)電壓下或使用其自身的驅(qū)動(dòng)電路指定。扭矩曲線中的下降表明可能存在共振，設(shè)計(jì)者應(yīng)該理解其對(duì)應(yīng)用的影響。

適用于惡劣環(huán)境的步進(jìn)電機(jī)通常被稱(chēng)為IP65等級(jí)。

美國(guó)國(guó)家電氣制造商協(xié)會(huì)（NEMA）標(biāo)準(zhǔn)化了步進(jìn)電機(jī)的各個(gè)方面。它們通常用NEMA DD表示，其中DD是面板的直徑，以英寸乘以10（例如，NEMA 17的直徑為1.7英寸）。還有其他說(shuō)明符來(lái)描述步進(jìn)電機(jī)，這些細(xì)節(jié)可以在ICS 16-2001標(biāo)準(zhǔn)（第4.3.1.1節(jié)）中找到。有關(guān)Reprap網(wǎng)站的有用摘要和更多信息。

應(yīng)用
計(jì)算機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)是一種運(yùn)動(dòng)控制定位系統(tǒng) 。它們通常作為開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的一部分進(jìn)行數(shù)字控制，以用于保持或定位應(yīng)用。

在激光和光學(xué)領(lǐng)域，它們經(jīng)常用于精密定位設(shè)備，例如線性致動(dòng)器，線性平臺(tái) ，旋轉(zhuǎn)平臺(tái) ，測(cè)角器和鏡座。其他用途包括包裝機(jī)械，以及用于流體控制系統(tǒng)的閥門(mén)先導(dǎo)級(jí)的定位。

商業(yè)上，步進(jìn)電機(jī)用于軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，平板掃描儀，計(jì)算機(jī)打印機(jī) ，繪圖儀，老虎機(jī) ，圖像掃描儀，光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，智能照明，相機(jī)鏡頭， CNC機(jī)器以及最近的3D打印機(jī)中。

步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)
步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)由三個(gè)基本元件組成，通常與某種類(lèi)型的用戶(hù)界面（主機(jī)，PLC或啞終端）結(jié)合使用：

索引
分度器（或控制器）是能夠?yàn)轵?qū)動(dòng)器產(chǎn)生步進(jìn)脈沖和方向信號(hào)的微處理器。此外，索引器通常需要執(zhí)行許多其他復(fù)雜的命令功能。
驅(qū)動(dòng)程序
驅(qū)動(dòng)器（或放大器）將分度器命令信號(hào)轉(zhuǎn)換為激勵(lì)電動(dòng)機(jī)繞組所需的功率。有許多類(lèi)型的驅(qū)動(dòng)器，具有不同的電壓和電流額定值和構(gòu)造技術(shù)。并非所有驅(qū)動(dòng)器都適合運(yùn)行所有電機(jī)，因此在設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)器選擇過(guò)程至關(guān)重要。
步進(jìn)電機(jī)
步進(jìn)電機(jī)是一種電磁裝置，可將數(shù)字脈沖轉(zhuǎn)換為機(jī)械軸旋轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是低成本，高可靠性，低速時(shí)的高扭矩以及簡(jiǎn)單，堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，幾乎可在任何環(huán)境中運(yùn)行。使用步進(jìn)電機(jī)的主要缺點(diǎn)是在低速時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的共振效應(yīng)和隨著速度增加而減小的扭矩。 [8]
好處

控制成本低
啟動(dòng)時(shí)的高扭矩和低速
耐用性
簡(jiǎn)單的施工
可以在開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)中運(yùn)行
低維護(hù)
不太可能失速或滑倒
可以在任何環(huán)境中工作
可廣泛用于機(jī)器人技術(shù)。
高可靠性
電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度與輸入脈沖成比例。
電機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài)下具有全扭矩（如果繞組通電）
精確定位和移動(dòng)的可重復(fù)性，因?yàn)榱己玫牟竭M(jìn)電機(jī)精度為步長(zhǎng)的3-5％，并且該誤差從一步到下一步是非累積的。
對(duì)啟動(dòng)/停止/倒車(chē)的出色響應(yīng)。
非?？煽?，因?yàn)殡姍C(jī)中沒(méi)有接觸刷。因此，電動(dòng)機(jī)的壽命僅取決于軸承的壽命。
電機(jī)對(duì)數(shù)字輸入脈沖的響應(yīng)提供了開(kāi)環(huán)控制，使電機(jī)更簡(jiǎn)單，控制成本更低。
通過(guò)直接連接到軸的負(fù)載可以實(shí)現(xiàn)非常低速的同步旋轉(zhuǎn)。
由于速度與輸入脈沖的頻率成比例，因此可以實(shí)現(xiàn)寬范圍的旋轉(zhuǎn)速度。
另請(qǐng)參見(jiàn)
有刷直流電動(dòng)機(jī)
無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)
輪緣
分馬力馬達(dá)
伺服電機(jī)
電磁閥
三相交流同步電動(dòng)機(jī)
ULN2003A （步進(jìn)電機(jī)）驅(qū)動(dòng)器IC

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