步进电动机优点(步进电机优势及用途)

1. 步进电机优势及用途

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。

缺点

1． 如果控制不当容易产生共振；　　2． 难以运转到较高的转速。 步进电机驱动器的特点　　（1）构成步进电机驱动器系统的专用集成电路：　　A、脉冲分配器集成电路：如三洋公司的PMM8713、PMM8723、PMM8714等。　　B、包含脉冲分配器和电流斩波的控制器集成电路：如SGS公司的L297、L6506等。　　C、只含功率驱动（或包含电流控制、保护电路）的驱动器集成电路：如日本新电元工业公司的MTD1110（四相斩波驱动）和MTD2001（两相、H桥、斩波驱动）。　　D、将脉冲分配器、功率驱动、电流控制和保护电路都包括在内的驱动控制器集成电路，如东芝公司的TB6560AHQ、MOTOROLA公司的SAA1042（四相）和ALLEGRO公司的UCN5804（四相）等。　　（2）“细分驱动”概述：　　将“电机固有步距角”细分成若干小步的驱动方法，称为细分驱动，细分是通过驱动器精确控制步进电机的相电流实现的，与电机本身无关。其原理是，让定子通电相电流并不一次升到位，而断电相电流并不一次降为0（绕组电流波形不再是近似方波，而是N级近似阶梯波），则定子绕组电流所产生的磁场合力，会使转子有N个新的平衡位置（形成N个步距角）

2. 步进电机优势及用途介绍

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。

3. 步进电机的主要特点和用途

步进电机主要用途

　　目前用于电脑绣花机中的步进电机多数为三相混合式步进电机，并采用细分驱动技术可以大大改善步进电机的运行品质，减少转矩波动，抑制振荡，降低噪音，提高步矩分辨率。

　　第一、步进电机主要用于一些有定位要求的场合，例如：线切割的工作台拖动，植毛机工作台（毛孔定位），包装机（定长度），基本上涉及到定位的场合都用得到。

第三、步进电机在电脑绣花机等纺织机械设备中有着广泛的应用，这类步进电机的特点是保持转矩不高，频繁启动反应速度快、运转噪音低、运行平稳、控制性能好、整机成本低。

4. 步进电动机的优点

直流电机优点：

1、起动和调速性能好，调速范围广平滑，过载能力较强，受电磁干扰影响小；

2、直流电机具有良好的启动特性和调速特性；

3、直流电机的转矩比较大4、维修比较便宜；

5、直流电机的直流相对于交流比较节能环保。直流电机缺点：1、直流电机制造比较贵，有碳刷；2、与异步电动机比较，直流电动机结构复杂，使用维护不方便，而且要用直流电源；3、复杂的结构限制了直流电动机体积和重量的进一步减小，尤其是电刷和换向器的滑动接触造成了机械磨损和火花，使直流电动机的故障多、可靠性低、寿命短、保养维护工作量大。

4、换向火花既造成了换向器的电腐蚀，还是一个无线电干扰源，会对周围的电器设备带来有害的影响。电机的容量越大、转速越高，问题就越严重。所以，普通直流电动机的电刷和换向器限制了直流电动机向高速度、大容量的发展。总结：通过以上对直流电机优点和缺点的分析，我们可以发现直流电机是种调速性能好、维修比较便宜、过载能力较强，受电磁干扰影响小、，但是制造比较贵，有碳刷、靠性低、寿命短、保养维护工作量大的电机设备。即使直流电机还有很多不足的地方，但是在现代科学技术的帮助下，直流电机一定会有更好的将来。

5. 步进电机的优点和适用范围

优点：

1、精度：实现了位置，速度和力矩的闭环控制；克服了步进电机失步的问题；

2、转速：高速性能好，一般额定转速能达到2000～3000转；

3、适应性：抗过载能力强，能承受三倍于额定转矩的负载，对有瞬间负载波动和要求快速起动的场合特别适用；

4、稳定：低速运行平稳，低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象。适用于有高速响应要求的场合；

5、及时性：电机加减速的动态相应时间短，一般在几十毫秒之内；

6、舒适性：发热和噪音明显降低。

缺点：

伺服电机可以用在会受水或油滴侵袭的场所，但是它不是全防水或防油的。因此，伺服电机不应当放置或使用在水中或油侵的环境中

6. 步进电机的用途

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。

7. 步进电机用在哪些方面

步进电机在整步或半步运行时，将较大的振动和噪声，步进电机的细分本质上是将整步或半步分成更多的步数来完成，即就本来一步完成的1.8°，可以分成几步完成，这样可以有效改善电机的振动，但随着电机控制技术的发展，采用DSP控制的数字式步进驱动系统，已实现了“纯正弦波”控制，已无细分的概念，细分更多的理解为电子齿轮比的设备，用来设定脉冲当量。

如英纳仕的EZM、EZS、EZN、DM等系列数字式步进驱动器，细分的设定主要用于脉冲当量的设定。

8. 步进电机优势及用途分析

步进电机，低速大扭矩设备，使传输更短这意味着更高的可靠性，更高的效率，更小间隙和更低的成本。正是这一特点，使得步进理想的机器人，因为大多数机器人运动是短距离要求高加速度达到低点的循环周期。功率-重量比高于直流电动机低。山社电机认为大多数机器人运动是不是长距离高速（因此高功率），但通常包括短距离的停止和启动。在低转速高扭矩他们是理想的机器人。

　　所有ST机器人有编码器反馈这是相对于软件电机计数。在其中不能被纠正任何错误的情况下，系统将停止。因此，该系统的完整性要高得多。

　　所以机器人设计中选用步进电机用到的优点有以下几点：

　　1对于同等性能的步进电机更便宜。

　　2步进电机是无刷电机等有更长的寿命。

　　3作为数字马达就可以准确地定位不打猎或过冲。

　　4驱动模块不是线性放大器这意味着更少的散热片，更高的效率，更高的可靠性。

　　5驱动模块比线性放大器比较便宜。

　　6没有昂贵的伺服控制的电子元件，因为信号直接从MPU起源。

　　7软件故障安全。主控板问题步进脉冲。如果该软件无法工作或崩溃电机停止。

　　8电子驱动器故障安全。如遇驱动放大器故障的电机锁固，将无法运行。当伺服驱动器发生故障的电机仍然可以运行，可能在全速运转。

　　9速度控制精确和可重复的（晶体控制）。

　　10如果需要，步进电机运行极为缓慢。

9. 步进电机的优势

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3%-5%，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较低；

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。1. 如果控制不当容易产生共振；

2. 难以运转到较高的转速。主要适用于：

第一、步进电机主要用于一些有定位要求的场合，例如：线切割的工作台拖动，植毛机工作台(毛孔定位)，包装机(定长度)，基本上涉及到定位的场合都用得到;第二、广泛应用于ATM机、喷绘机、刻字机、写真机、喷涂设备、医疗仪器及设备、计算机外设及海量存储设备、精密仪器、工业控制系统、办公自动化、机器人等领域，特别适合要求运行平稳、低噪音、响应快、使用寿命长、高输出扭矩的应用场合;第三、步进电机在电脑绣花机等纺织机械设备中有着广泛的应用，这类步进电机的特点是保持转矩不高，频繁启动反应速度快、运转噪音低、运行平稳、控制性能好、整机成本低;总的来说，步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点，广泛应用于机电一体化产品中。

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