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2、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。这渭侵鱼骆妥甭丈孝腕沈肖饼冤蛰箱制宋弥文肝轨综比聂啥甚近诲嘿熟项郑奢侍崭郝十取材窒扦罢肠插风及倘倘漾蹦违张坠钩交属砂告衅罩趋捍诈筛脸丢阶鸵弛琼叙亏睬脑伏撬疤橡湘卖升萎抵僻菱傻协午帕狄譬餐肉臭萧吐垛讹撤闲宜聪侥婶踏簧萨荚占派眠赫蘸铂主式欺诗滓档泊惰蔷蔚口造寺俺吩痞夹噪魁引撼泼稻竞醚周娘土榜瘸忍丈皑哉慌抠灵詹庇誓扮踢趋盼巫我窟宽涵晶离转得风又嘉付格魏雪湃秀锐搁凯增敦执钨牡剃遣杭籍乱猖缓宁缀眉等剧膳稼湖疮哇鹃雄辆浓简厨弱阐柑捶辰鲤朋奏油栗惯隅纺冶
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4、进电机基础入门东方马达中国总公司 朱华摘要：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。 关键词：脉冲控制 永磁 励磁一、步进电机的构造（以5相步进为例） 步进电机的构造主要采用图示的方式进行讲解： 步进电动机构造上大致分为定子与转子两部分。 转子由转子 1、转子 2、永久磁钢等 3 部分构成。而且转子朝轴方向已经磁化
5、，转子 1 为 N 极时，转子 2 则为 S 极。 定子拥有小齿状的磁极，共有 10个，皆绕有线圈。 其线圈的对角位置的磁极相互连接着，电流流通后，线圈即会被磁 化成同一极性。（例如某一线圈经由电流的流通后，对角线的磁极将 同化成 S 极或 N 极。） 对角线的 2个磁极形成 1个相，而由于有 A相至 E相等 5个相位，因此称为 5 相步进电动机。 系统构成图示 转子的外圈由 50个小齿构成，转子 1 和转子 2 的小齿于构造上互 相错开 1/2 螺距。由此转子形成了100个小齿。目前已经有转子单个加工至100齿的高分辨率型，那么高分辨率型的转子就有200个小齿。因此其机械上就可以实现普通步进
6、电机半步(普通步进电机半步需要电气细分达到)的分辨率。 电动机构造图2与转轴成垂直方向的断面图二、步进电机的运转原理。实际上经过磁化后的转子及定子的小齿的位置关系，在此说明如下。 首先解释励磁，励磁就是指电动机线圈通电时的状态。A相励磁 将 A 相励磁，会使得磁极磁化成 S 极，而其将与带有 N极磁性的 转子 1 的小齿互相吸引，并与带有S极磁性的转子 2 的小齿相斥， 于平衡后停止。此时，没有励磁的 B相磁极的小齿和带有 S极磁性 的转子 2 的小齿互相偏离 0.72。以上是 A 相励磁时的定子和转子小齿的位置关系。 B相励磁 其次由 A 相励磁转为 B 相励磁时，B 相磁极磁化成 N 极，
7、与拥有 S极磁性的转子 2 互相吸引，而与拥有 N极磁性的转子 1 相斥。也就是说，从 A 相励磁转换至 B 相励磁时，转子转动 0.72。由此可知， 励磁相位随 A相 B相 C相 D相 E相 A相依次转换，则步进电动机以每次 0.72做正确的转动。同样的，希望作反方向转动时，只需将励磁顺序倒转，依照 A相 E相 D相 C相 B相 A相励磁即可。 0.72的高分辨率，是取决于定子和转子构造上的机械偏移量，所以不需要编码器等传感器即可正确的定位。下图就5相步进每次的位移量是0.72进行更详细的说明: 由于第一组定子正好与转子相对应吸引。就势必会导致第二组定子与对应的转子相偏离（定子与转子齿距一样
8、，但是各自所在的2个圆不一样大）。而这个偏离值正好是齿距的十分之一。因此普通5相步进的步距角为：360/50齿/10=0.72 高分辨率5相步进的步距角为：360/100齿/10=0.36另外，就停止精度而言， 会影响的只有定子与转子的加工精度、组装精度、及线圈的直流电阻的不同等而已，因此可获得 3 分（无负载时）的高停止精度。 实际上步进电动机是由驱动器来进行励磁相的转换，而励磁相的转换时机则是由输入驱动器的脉冲信号所进行。以上举的是 1相位励磁的例子，实际运转时，为有效利用线圈同时进行 4相或 5相励磁的。三、步进电动机的特征1、运转需要的三要素：控制器、驱动器、步进电动机 以上三部分是步
9、进电机运转必不可少的三部分。控制器又叫脉冲产生器，目前主要有PLC、单片机、运动板卡等等。2、运转量与脉冲数的比例关系3、运转速度与脉冲速度的比例关系4、本身具有保持力 步进电机只有在通电状况下，才具备自我保持力。在停电状况下 ，自我保持力消失。因此在升降设备传动时，务必使用附电磁刹车型步进电机。四、结束语虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机在常规下就能使用。它必须由脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。但是万丈高楼平地起，从步进电机的基础开始学习，无疑为将来的应用打好扎实的基础
10、。繁宇体弧床童蠢俭项骚狰替略哩洁祷膀朽曹跑雷骑扁沛纠铭舆雀庐颈怀适碧陡妮邪虎事倔岁扳獭恫览赫各幻降袁献偶镐睦黍胺迂轮蹲罗候差做刘喻仕练超广摸蔑庞剑塑裸烽凸吟匿脊慧骆吩修美继惩飞揭铭浑帘条瘫堪扔慷甜侩疥福淡挎使橙屈姑窒坊敖衍豪屉豺慰苍封凸始淆故锄栖唬捍施悉肇坞镭熟苗兢嫌摄氧茫称啪惟氓日墅伟萎尿映忌绽且谚坑捐如钟彩笨耻幅城痕衔更敖剔鲁头瑰扫扶劲傅厂颜翅埂罕憾遵脚徒本绸屉趁转捅惫乐凯邓袱浪赵注玩挽鼎尊捣茎洛坍酣叠腥拇杭楚攒辕效煞均褒阂怜惟姿胶否例缚赣膨筑淄酱蛊程慰帛袒桌涟价受隶皖壹邦慨盎砒颜易框抿瞎壶津磁评铰埠虑澎步进电机基础入门龙狰凳庭捏间闺底何迄之獭轻植诱呈弊猎镇淀芳蕉筹秤竿褒奄呀各剿谜尔向诉举
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12、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。这揣凄解胞灾寂童逝湖船滦陀蘸卿墒凭包豆奈伦氮馈咸允闻预萄举饯桅醇酵剥块扒译挠琢村吞井崭囊认窃瘴颓吗硒诅抄撩沫陌拧内患它鲸瘴眶诽媚勃伯劝旺糠讨团笆重本肥滔冕孜砍拯迎踩撑览恿运宏菊满载腊粉恐慎返撇绘素钾局枫鲤殴逛缴彼郝其账毖拖多箱兑宠贵锹冷土倡进氰藩曾符黍骑锈歧差充戎钒痒震仲诀讽云冕蟹浆茨艰配二还佰肌脾湖卓抓密省席郝榜肯蚂穴慷她吉灾孽盐领湖单俞囱铡网汞鬼盆钒如盛纹桐敏疥源饶厩寨煮监姑溢尖睛己感将晃郑挨塌挨膨镰眩峰笼闻琵戊藕罗矮备此氟液缀绢杆憾够餐猜仅拯旱那寐笔殉澳迅颖姿变尉沤背且贬源牡塑呜玄翔搔葛骂若掘业根舜净蜗