步进电机的应用特点

• 可以用数字信号直接进行开环控制,整个系统简单廉价。

• 位移与输入脉冲信号数相对应,步距误差（一般3%~5%）不积累,可以组成结构较为简单又具有一定精度的开环控制系统,也可应用在更高精度要求的闭环控制系统。

• 无刷,电机本体部件少,可靠性高。

步进电机的应用特点

• 步进电动机带惯性负载能力较差，因此大的惯性负载一般要求电机驱动时有加减速过程。

• 由于存在失步和共振,步进电机的加减速方法根据使用状态的不同而比较复杂。

• 步进电机的力矩会随转速的升高而下降。当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。

步矩角的选择

• 电机的步距角取决于负载精度的要求，将负载的最小分辨率（当量）换算到电机轴上，每个当量电机应走多少角度（包括减速）。电机的步距角应等于或小于此角度。

• 目前我公司使用的步进电机的步距角一般有3.75度/7.5度、0.9度/1.8度、7.5度/15度等。力矩的选择

• 一般电机规格书会标明保持力矩、Detent torque(磁阻力矩)。但评估力矩最重要的根据为电机矩频特性曲线。

• 应充分评估电机的启动频率、最大运行频率，对照矩频特性曲线算出电机的输出扭矩，并评估其力矩是否满足结构负载的要求。

• 特殊产品设计中还要考虑Detent torque，以保证电机在非通电情况下定位的精准。

电机电流的选择

• 保持力矩一样的电机，由于电流参数不同，其运行特性差别很大。

• 可依据矩频特性曲线图，判断电机的电流（参考驱动电源、及驱动电压）。步进电机低速转动时振动和噪声大是其固有的缺点，

如何克服?

• 若步进电机正好工作在共振区，可通过改变减速比等机械传动避开共振区；

• 采用带有细分功能的驱动器，这是最常用的、最简便的方法；

• 换成步距角更小的步进电机，如三相或五相步进电机；

• 换成交流伺服电机，几乎可以完全克服震动和噪声，但成本较高；

细分驱动的细分数是否能代表精度?

• 细分技术实质上是一种电子阻尼技术，主要目的是减弱步进电机的低频振动，而提高电机的运转精度只是一个附带功能。比如对于步进角为1.8°的两相混合式电机，如果细分数设置为4，那么理论上每个脉冲步进0.45°，但精度能否达到或接近0.45°，还取决于细分驱动器的电流控制精度、电机步矩角误差等因素，且不同厂家的驱动芯片电流控制精度差别很大，细分数越大精度越难控制。如何尽量减小步进电机发热呢？

• 减少发热，就是减少铜损和铁损。

• 减少铜损有两个方向，减少电阻和电流;在选型时尽量选择电阻小和额定电流小的电机，但是这往往与力矩和高速的要求相抵触。对于已经选定的电机，在电机处于静态时自动减少电流或者切断电流。另外，细分驱动器由于电流波形接近正弦，谐波少，电机发热也会较少。

• 铁损与电机使用的铁芯的材料有关，与驱动电压、电流、频率等也有关。减少铁损的办法不多，但在总的发热中铁损占的比例较小。

• 步进电机在静态和低速下，电流会维持相对恒定，速度高到一定程度，电机内部反电势升高，电流将逐步下降，力矩也会下降。因此，因铜损带来的发热情况就与速度相关，一般静态和低速时发热高，高速时发热低。但是铁损变化的情况却不尽然，而电机整个的发热是二者之和。