66_步进电机及驱动器知识讲座-cust.pptx

单位：雷赛机电技术开发有限公司

部门：产品部

步进电机及驱动器知识讲座

一、步进电动机简介

二、驱动器简介

三、电机选型计算方法

四、计算例题

五、雷赛公司步进驱动器的命名方法

六、雷赛公司驱动器产品线介绍

七、电机接线

八、评判步进系统好坏的依据

九、使用过程中常见问题及原因分析

十、步进驱动系统的常见问题（FAQ)

十一、步进电动机与交流伺服电动机的性能比较

十二、驱动器产品测试对比

主要内容

一、步进电动机简介

1.步进电动机的历史

2.步进电动机的定义

3.步进电动机的工作原理

3.步进电动机的机座号

3.步进电动机构造

3.步进电动机主要参数

3.步进电动机的特点

1.步进电动机的历史：德国百格拉公司于1973年发明了五相混

合式步进电机及其驱动器；1993年又推出了性能更加优越的三相

混合式步进电机。我国在80年代以前，一直是反应式步进电机占统治地位，混合式步进电机是80年代后期才开始发展。

2.步进电动机的定义：是一种专门用于速度和位置精确控制的

特种电机，它旋转是以固定的角度（称为步距角）一步一步运行

的，故称步进电机。

3.步进电动机的工作原理

以单极性电机为例来解释

工作原理

一、步进电动机简介

4.步进电动机的机座号：主要有35、39、42、57、86、110等

5.步进电动机构造：由转子（转子铁芯、永磁体、转轴、滚珠

轴承），定子（绕组、定子铁芯），前后端盖等组成。最典型两相

混合式步进电机的定子有8个大齿，40个小齿，转子有50个小齿；

三相电机的定子有9个大齿，45个小齿，转子有50个小齿。

转轴成平行方向的断面图

电动机构造图

两相、三相、五相步进电机。

②拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态，用m

表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数。

③保持转矩：是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子

的力矩。

④步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移。

⑤定位转矩：电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩。

⑥失步：电机运转时运转的步数，不等于理论上的步数。

⑦失调角：转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度，电机运转必存在

失调角，由失调角产生的误差，采用细分驱动是不能解决的。

⑧运行矩频特性：电机在某种测试条件下测得运行中输出力矩与

频率关系的曲线。

6.步进电动机主要参数

①步进电机的相数：是指电机内部的线圈组数，目前常用的有

①一般步进电机的精度为步距角的3-5%，且不累积；

②步进电机外表允许的最高温度取决于不同电机磁性材料的退磁点；

③步进电机的力矩会随转速的升高而下降（U=E+L(di/dt)+I*R）

7.步进电机的特点

矩频特性曲线

④空载启动频率：即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉

④冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，

可能

④发生丢步或堵转。

④步进电机的起速度一般在10~100RPM，伺服电机的

起步速度一般在100300RPM。根据电机大小和负载情况而定，大电机一般对应较低的起步速度。

⑤低频振动特性：步进电动机以连续的步距状态边移动边重复

⑤运转。其步距状态的移动会产生1步距响应。

电机驱动电压越高，电机电流越大，负载越轻，电机体积越小，

则共振区向上偏移，反之亦然。步进电机低速转动时振动和噪声大是其固有的缺点，克服两相混合式步进电机在低速运转时的振动和噪声方法：

a.通过改变减速比等机械传动避开共振区；

b.采用带有细分功能的驱动器；

c.换成步距角更小的步进电机；

d.选用电感较大的电机

e.换成交流伺服电机，几乎可以完全克服震动和噪声，但成本高；

f.采用小电流、低电压来驱动。

g.在电机轴上加磁性阻尼器；

⑥中高频稳定性

电机的固有频率估算值：

式中：Zr为转子齿数；Tk为电机负载转矩；J为转子转动贯量

1.恒流驱动

2.单极性驱动

3.双极性驱动

4.微步驱动

5.步进电动机的闭环伺服控制

6.导通和截止时的电机绕组电流和电压的关系

7.电压和电流与转速、转矩的关系

二二、、步步进进驱驱动动器器简简介介

步进驱动器：是一种能使步进电机运转的功率放