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2022-12-28 12:161. 步进电机题库和答案
一般造成步进电机抖动是因为步进电机在低速运转的情况，通常这种情况的解决方法如下：如果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步进电机驱动器，这是最简便的方法；可以更换成步矩角更小的步进电机，如果您用的是两相步进电机，可以更换成三相或五相的步进电机；更换成交流伺服电机，可以避免抖动，但是费用很高；可以在步进电机的轴上加磁性阻尼器，缺点就是改变机械的结构较大；
2. 步进电机的选用主要考虑
步进电机选择方法：
1、判断需多大力矩： 静扭矩是选择步进电机的主要参数之一。负载大时，需采用大力矩电机。力矩指标大时，电机外形也大。
2、判断电机运转速度： 转速要求高时，应选相电流较大、电感较小的电机，以增加功率输入。且在选择驱动器时采用较高供电电压。
3、选择电机的安装规格： 如57、86、110等，主要与力矩要求有关。
4、确定定位精度和振动方面的要求情况： 判断是否需细分，需多少细分。
3. 步进电机题目及答案
2相步进电机若要反转，A的两条线接反或B的两条线接反就行了。也就是说：A+A-接反了电机反转。B+B-接反了电机反转。
4. 下列关于步进电机的描述正确的是
一般步进电机是2种电源驱动，单极性(uniporlar)，双极性(Bipoilar)。一般，我们是把步进电机归结为直流电机。 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，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。
5. 步进电机常用于什么系统中
步进驱动系统其实也是一种伺服系统，只是控制方式是开环控制，不像交流伺服是闭环控制，存在可能丢步，但主要在选择步进电机时，做好电机选型，在实际设备运行中不会发生丢步，但步进驱动系统的成本非常低，只有伺服系统的1/4~1/3。
而且步进电机控制方案也得到非常快的发展，如INAS的EZS系列产品也采用闭环控制，高速性能得到大幅改进，而且在停机时无伺服的整定问题。
6. 步进电机基础知识
1、可以用单片机+全集成步进电机驱动芯片来整全应用，这样比较简单，控制上很方便。用普通的51单片机像AT89C2051或STC12C1052+THB7128或THB6064这类芯片来组合就可以了。
2、单片机根据输入来决定输出的脉冲数量，让步进电机驱动芯片转化成功率信号驱动步进电机。
3、因为是一个脉冲走一步的，所以输出的脉冲数还要考虑到细分数的问题，固定转动步数、角度的程序还是比较容易编。像1.8度的步进电机，2细分时，转一圈就需要400个脉冲，转半圈只需要200个脉冲，转90度只需要100个脉冲，如此类推。
4、程序的话，固定一个适当的频率，按键触发启动定时器，然后在定时中断里取反一个IO端口做脉冲输出，再放入一个累加变量做计算，算脉冲数量，是取反两次输出一个完整的脉冲，在主程序中设定一个需要的脉冲数量来作为条件控制定时器的开启和关闭，然后循环等待条件满足
5、如果想把控制、驱动、和步进电机都整合在一起，比较麻烦，小电机还好，大电机的干扰是个问题。
7. 步进电机参考文献
步进电机型号和意义如下:
步进电机型号由4部分组成，分别代表机座号、电机类型（BYF代表混合式，BC代表反应式）、相数、电机转子齿数。
1、机座号：又叫电机外径，一共有28、42、57、86、110、130型号。
2、电机类型
反应式：定子上有绕组、转子由软磁材料组成。结构简单、成本低、步距角小，可达1.2°、但动态性能差、效率低、发热大，可靠性难保证。
永磁式：永磁式步进电机的转子用永磁材料制成，转子的极数与定子的极数相同。其特点是动态性能好、输出力矩大，但这种电机精度差，步矩角大（一般为7.5°或15°）。
混合式：混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点，其定子上有多相绕组、转子上采用永磁材料，转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。其特点是输出力矩大、动态性能好，步距角小，但结构复杂、成本相对较高。
3、相数：产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。常用m表示。
4、转子齿数
转子齿数是指定转子铁芯上转子小齿的数量。转子齿数的不同会改变单相各个线圈之间的互补性；改变线圈所匝链的磁链的极性，对单相线圈磁链的谐波成分造成影响，进而对电机的谐波特性造成影响，还影响电机的功率密度。
扩展资料
步进电机有步距角（涉及到相数）、静转矩、及电流三大要素组成。 三大要素确定，步进电机的型号便确定下来了。
1、步距角的选择
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。
2、静力矩的选择
静力矩选择的依据是电机工作的负载，而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种。单一的惯性负载和单一的摩擦负载是不存在的。直接起动时（一般由低速）时二种负载均要考虑，加速起动时主要考虑惯性负载，恒速运行进只要考虑摩擦负载。
3、电流的选择
静力矩一样的电机，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。
8. 步进电机计算题
一、电机电流计算：
对于交流电三相四线供电而言，线电压是380，相电压是220，线电压是根号3相电压
对于电动机而言一个绕组的电压就是相电压，导线的电压是线电压（指A相 B相 C相之间的电压，一个绕组的电流就是相电流，导线的电流是线电流
当电机星接时：线电流＝相电流；线电压＝根号3相电压。三个绕组的尾线相连接，电势为零，所以绕组的电压是220伏
当电机角接时：线电流＝根号3相电流；线电压＝相电压。绕组是直接接380的，导线的电流是两个绕组电流的矢量之和
功率计算公式 p=根号三UI乘功率因数 是对的
用一个钳式电流表卡在A B C任意一个线上测到都是线电流
二、极对数与扭矩的关系
n=60f/p
n: 电机转速
60：60秒
f: 我国电流采用50Hz
p: 电机极对数
1对极对数电机转速：3000转/分；2对极对数电机转速：60×50/2=1500转/分
在输出功率不变的情况下，电机的极对数越多，电机的转速就越低，但它的扭矩就越大。所以在选用电机时，考虑负载需要多大的起动扭距。
异步电机的转速n=(60f/p)×(1-s)，主要与频率和极数有关。
直流电机的转速与极数无关，他的转速主要与电枢的电压、磁通量、及电机的结构有关。n=(电机电压-电枢电流*电枢电阻)/(电机结构常数*磁通)。
扭矩公式
T=9550*P输出功率/N转速
导线电阻计算公式：
铜线的电阻率ρ＝0.0172，
R＝ρ×L/S
(L＝导线长度，单位：米，S＝导线截面，单位：m㎡)
磁通量的计算公式：
B为磁感应强度,S为面积。已知高斯磁场定律为：Φ=BS
磁场强度的计算公式：H = N × I / Le
式中：H为磁场强度，单位为A/m；N为励磁线圈的匝数；I为励磁电流（测量值），单位位A；Le为测试样品的有效磁路长度，单位为m。
磁感应强度计算公式：B = Φ / (N × Ae) B=F/IL u磁导率 pi=3.14 B=uI/2R
式中：B为磁感应强度，单位为Wb/m^2；Φ为感应磁通（测量值），单位为Wb；N为感应线圈的匝数；Ae为测试样品的有效截面积，单位为m^2。
感应电动势
1)E＝nΔΦ/Δt（普适公式）｛法拉第电磁感应定律，E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，ΔΦ/Δt:磁通量的变化率｝
磁通量变化率=磁通量变化量/时间 磁通量变化量=变化后的磁通量-变化前的磁通量
2)E＝BLV垂(切割磁感线运动)｛L:有效长度(m)｝
3)Em＝nBSω（交流发电机最大的感应电动势）｛Em:感应电动势峰值｝
4)E＝BL2ω/2（导体一端固定以ω旋转切割）｛ω:角速度(rad/s)，V:速度(m/s)｝
一、电机电流计算：
对于交流电三相四线供电而言，线电压是380，相电压是220，线电压是根号3相电压
对于电动机而言一个绕组的电压就是相电压，导线的电压是线电压（指A相 B相 C相之间的电压，一个绕组的电流就是相电流，导线的电流是线电流
当电机星接时：线电流＝相电流；线电压＝根号3相电压。三个绕组的尾线相连接，电势为零，所以绕组的电压是220伏
当电机角接时：线电流＝根号3相电流；线电压＝相电压。绕组是直接接380的，导线的电流是两个绕组电流的矢量之和
功率计算公式 p=根号三UI乘功率因数 是对的
用一个钳式电流表卡在A B C任意一个线上测到都是线电流
二、极对数与扭矩的关系
n=60f/p n: 电机转速 60：60秒 f: 我国电流采用50Hz p: 电机极对数 1对极对数电机转速：3000转/分；2对极对数电机转速：60×50/2=1500转/分
在输出功率不变的情况下，电机的极对数越多，电机的转速就越低，但它的扭矩就越大。所以在选用电机时，考虑负载需要多大的起动扭距。
异步电机的转速n=(60f/p)×(1-s)，主要与频率和极数有关。
直流电机的转速与极数无关，他的转速主要与电枢的电压、磁通量、及电机的结构有关。n=(电机电压-电枢电流*电枢电阻)/(电机结构常数*磁通)。
三、扭矩公式
T=9550*P输出功率/N转速
四、导线电阻计算公式：
铜线的电阻率ρ＝0.0172，
R＝ρ×L/S
(L＝导线长度，单位：米，S＝导线截面，单位：m㎡)
五、磁通量的计算公式：
B为磁感应强度,S为面积。已知高斯磁场定律为：Φ=BS
六、磁场强度的计算公式：H = N × I / Le
式中：H为磁场强度，单位为A/m；N为励磁线圈的匝数；I为励磁电流（测量值），单位位A；Le为测试样品的有效磁路长度，单位为m。
七、磁感应强度计算公式：B = Φ / (N × Ae) B=F/IL u磁导率 pi=3.14 B=uI/2R
式中：B为磁感应强度，单位为Wb/m^2；Φ为感应磁通（测量值），单位为Wb；N为感应线圈的匝数；Ae为测试样品的有效截面积，单位为m^2。
八、感应电动势
1)E＝nΔΦ/Δt（普适公式）｛法拉第电磁感应定律，E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，ΔΦ/Δt:磁通量的变化率｝
磁通量变化率=磁通量变化量/时间 磁通量变化量=变化后的磁通量-变化前的磁通量
2)E＝BLV垂(切割磁感线运动)｛L:有效长度(m)｝
3)Em＝nBSω（交流发电机最大的感应电动势）｛Em:感应电动势峰值｝
4)E＝BL2ω/2（导体一端固定以ω旋转切割）｛ω:角速度(rad/s)，V:速度(m/s)｝
9. 步进电机的优点包括 多选题
目前，步进电机的应用领域越来越广泛，在机械、电子、纺织等行业应用普遍，下面是比较常用的一些场合：
1.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。
2.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。
3.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。 目前用于电脑绣花机的步进电机多数为五相混合式步进电机，目的是通过采用高相数的步进电机来减小步矩角和提高控制精度，但是采用该种方式获得的性能上的提高是有限的．而且成本也相对较高。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。若采用反应式步进电机，在性能明显提高的同时还能大大降低产品的成本。
10. 步进电机按照工作原理主要分为
一般步进电机是2种电源驱动，单极性(uniporlar)，双极性(Bipoilar)。一般，我们是把步进电机归结为直流电机。 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，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。
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