描述步进电动机(简述步进电动机的原理)

1. 简述步进电动机的原理

指针式石英表内部使用的就是一个简单步进电机，芯片在线圈两端加精确且循环的脉冲电压，使永磁磁心作脉冲转动，这种电机不足之处就是不能在强磁场中工作。

2. 简述步进电动机的原理图

步进电机和无刷电机的区别有：

1、定义不一样：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电机，是现代数字程序控制系统中的主要执行元件。无刷电机是一种典型的机电一体化产品。

2、组成不一样：步进电机必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。无刷电机由于无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。

3、原理不一样：步进电机工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。 无刷电机是采用半导体开关器件来实现电子换向的，即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点，广泛应用于高档录音座、录像机、电子仪器及自动化办公设备中。 ： -步进电机 -无刷电机

3. 简述步进电动机运行的原理与特点

步进电机优点

1．电机旋转的角度正比于脉冲数；2．电机停转的时候具有最大的转矩（当绕组激磁时）；

3．由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不会将一步的误差积累到下一步因而有较好的位置精度和运动的重复性；

4．优秀的起停和反转响应；

5．由于没有电刷，可靠性较高，因此电机的寿命仅仅取决于轴承的寿命；

6．电机的响应仅由数字输入脉冲确定，因而可以采用开环控制，这使得电机的结构可以比较简单而且控制成本；

7．仅仅将负载直接连接到电机的转轴上也可以极低速的同步旋转。

8．由于速度正比于脉冲频率，因而有比较宽的转速范围。

步进电机缺陷

1．如果控制不当容易产生共振；2．难以运转到较高的转速。

3.难以获得较大的转矩

4.在体积重量方面没有优势，能源利用率低。

5.超过负载时会破坏同步，高速工作时会发出振动和噪声。

4. 简述步进电机的结构和原理

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电机，是现代数字程序控制系统中的主要执行元件，应用极为广泛。。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，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。

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，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、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。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。

步进电机又称为脉冲电机，基于最基本的电磁铁原理，它是一种可以自由回转的电磁铁，其动作原理是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩。其原始模型是起源于年至年间。年前后开始以控制为目的的尝试，应用于氢弧灯的电极输送机构中。这被认为是最初的步进电机。二十世纪初，在电话自动交换机中广泛使用了步进电机。由于西方资本主义列强争夺殖民地，步进电机在缺乏交流电源的船舶和飞机等独立系统中得到了广泛的使用。二十世纪五十年代后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上，对于数字化的控制变得更为容易。到了八十年代后，由于廉价的微型计算机以多功能的姿态出现，步进电机的控制方式更加灵活多样。

步进电机相对于其它控制用途电机的最大区别是，它接收数字控制信号电脉冲信号并转化成与之相对应的角位移或直线位移，它本身就是一个完成数字模式转化的执行元件。而且它可开环位置控制，输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量，这样的所谓增量位置控制系统与传统的直流控制系统相比，其成本明显减低，几乎不必进行系统调整。步进电机的角位移量与输入的脉冲个数严格成正比，而且在时间上与脉冲同步。因而只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序，即可获得所需的转角、速度和方向。

由于步进电机是一个把电脉冲转换成离散的机械运动的装置，具有很好的数据控制特性，因此，计算机成为步进电机的理想驱动源，随着微电子和计算机技术的发展，软硬件结合的控制方式成为了主流，即通过程序产生控制脉冲，驱动硬件电路。单片机通过软件来控制步进电机，更好地挖掘出了电机的潜力。因此，用单片机控制步进电机已经成为了一种必然的趋势，也符合数字化的时代趋。

5. 步进电动机按工作原理可分为哪几种

1.

串联电阻步进电机的工作原理是输入。速度和电流是成正比的。下面以谱思28闭环步进电机为例,电位器允许在此设置最大的灵活性。在负载需要不同的扭矩的情况下,所需的电流变化,因此电阻必须是灵活的。

2.

变速箱机械齿轮为速度调节提供了另一种解决方案。这种方法要求步进电机通过中间齿轮箱连接。齿轮比的属性允许这种方法。

3.

电压调整步进电机调速的最终方法是通过电压调节。许多芯片的存在,以实现这一点。

6. 简述步进电动机的特点

没有其它步进电机距频特性，只有以下答案。

进电机起动后，当控制脉冲频率连续上升而维持不失步的最高频率，称为运行频率。通常给出的也是空载情况下的运行频率。

当电机带羊一定的负载运行时，运行频率与负载转矩大小有关，两者的关系称为运行矩频特性，在技术数据中通常也是发表格或曲线形式表示。提高运行频率对于提高生产率和系统的快速性具有很大的实际意义。

由于运行频率比起动频率要高得多，所以使用时常通过自动升、降频控制线路先在低频（不大于起动频率）下使电机起动，然后逐渐升频到工作频率使电机处于连续运行，升频时间一般不大于1秒。

7. 简述步进电动机的结构特点和工作原理

步进电机的结构是：进步电机的定、转子铁心都由硅钢片叠成。定子上有六个磁极，每两个相对的磁极绕有同一相绕组，三相绕组接成星形作为控制绕组。转子铁心上没有绕组，只有四个齿，齿宽等于定子极靴宽。

因为步进电机的广泛应用，对步进电机的控制的研究也越来越多，在启动或加速时如果步进脉冲变化太快，转子由于惯性而跟随不上电信号的变化，产生堵转或失步在停止或减速时由于同样原因则可能产生超步。为防止堵转、失步和超步，提高工作频率,要对步进电机进行升降速控制。

8. 简述步进电动机工作原理

这一现象一般是步进电机或其控制系统断相造成的。有可能是步进电机本身故障也可能是其驱动电路故障。

首先检查步进电机的连接插头是否接触良好，若接触良好，可将没有故障的电机调换过来，以便验证电机是否良好。

若调换电机后仍不能正常工作，则说明其控制部分不正常，可重点检查驱动板上的大功率三极管及其保护元件释放二极管，一般情况下，这两个元件较易损坏。

9. 简述步进电动机的原理及应用

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步进电机件。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，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。

　当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。

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