步进电机直线运动(直线步进电机原理)

1. 直线步进电机原理

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元件，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，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。

这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。

2. 步进电机的原理图

导程是衡量旋转周数与位移关系的一个量，一般用来描述与步进电机适配丝杠的规格和参数。但是在单独的步进电机上是无法体现的。步进电机一般用步距角和步数来衡量。

举个例子，型号为1605的丝杠，编号前两位代表丝杠直径是16毫米，后两位就是导程，代表这个丝杠旋转一周工作台位移量是5毫米。

3. 直线步进电机原理图

直线电机定位原理是当向直线电机初级进行通入电流后，即就会在初次级之间的气隙当中产生行波的磁场，直线电机在行波磁场与次级的永磁体的相互作用下即就产生了驱动力，从而实现了连接直线电机的运动部件进行直线运动的目的。

我们设想把一台旋转式运动的感应式电机按其半径的方向进行剖开，并且展平，这就形成了一台直线感应图步进电机。

4. 步进电机工作原理介绍,真正的简单易懂

1、步进电机是一种作为控制用的特种电机, 它的旋转是以固定的角度(称为"步距角")一步一步运行的, 其特点是没有积累误差(精度为100%), 所以广泛应用于各种开环控制。步进电机的运行要有一电子装置进行驱动, 这种装置就是步进电机驱动器, 它是把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移, 或者说: 控制系统每发一个脉冲信号, 通过驱动器就使步进电机旋转一步距角。所以步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。所以，控制步进脉冲信号的频率，可以对电机精确调速；控制步进脉冲的个数，可以对电机精确定位目的；

2、步进电机通过细分驱动器的驱动，其步距角变小了，如驱动器工作在10细分状态时，其步距角只为‘电机固有步距角‘的十分之一，也就是说：‘当驱动器工作在不细分的整步状态时，控制系统每发一个步进脉冲，电机转动1.8°；而用细分驱动器工作在10细分状态时，电机只转动了0.18° ‘，这就是细分的基本概念。 细分功能完全是由驱动器靠精确控制电机的相电流所产生，与电机无关。

5. 直线电机 步进电机

线性电机定位原理是当向线性电机初级进行通入电流后，即就会在初次级之间的气隙当中产生行波的磁场，直线电机在行波磁场与次级的永磁体的相互作用下即就产生了驱动力，从而实现了连接直线电机的运动部件进行直线运动的目的。

我们设想把一台旋转式运动的感应式电机按其半径的方向进行剖开，并且展平，这就形成了一台直线感应图步进电机。

6. 直线步进电机原理动画演示

反应式步进电机原理由于反应式步进电机工作原理比较简单。下面先叙述三相反应式步进电机原理。

　　1、结构：电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。0、1/3て、2/3て,(相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示)，即A与齿1相对齐，B与齿2向右错开1/3て，C与齿3向右错开2/3て，A'与齿5相对齐，(A'就是A，

　　2、旋转： 如A相通电，B，C相不通电时，由于磁场作用，齿1与A对齐，(转子不受任何力以下均同)。 如B相通电，A，C相不通电时，齿2应与B对齐，此时转子向右移过1/3て，此时齿3与C偏移为1/3て，齿4与A偏移(て-1/3て)=2/3て。如C相通电，A，B相不通电，齿3应与C对齐，此时转子又向右移过1/3て，此时齿4与A偏移为1/3て对齐。　如A相通电，B，C相不通电，齿4与A对齐，转子又向右移过1/3て这样经过A、B、C、A分别通电状态，齿4(即齿1前一齿)移到A相，电机转子向右转过一个齿距，如果不断地按A，B，C，A……通电，电机就每步(每脉冲)1/3て,向右旋转。如按A，C，B，A……通电，电机就反转。 由此可见：电机的位置和速度由导电次数(脉冲数)和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。 不过，出于对力矩、平稳、噪音及减少角度等方面考虑。往往采用A-AB-B-BC-C-CA-A这种导电状态，这样将原来每步1/3て改变为1/6て。甚至于通过二相电流不同的组合，使其1/3て变为1/12て，1/24て，这就是电机细分驱动的基本理论依据。 不难推出：电机定子上有m相励磁绕阻，其轴线分别与转子齿轴线偏移1/m,2/m……(m-1)/m,1。并且导电按一定的相序电机就能正反转被控制——这是步进电机旋转的物理条件。只要符合这一条件我们理论上可以制造任何相的步进电机，出于成本等多方面考虑，市场上一般以二、三、四、五相为多。

　　3、力矩： 电机一旦通电，在定转子间将产生磁场(磁通量Ф)当转子与定子错开一定角度产生力F与(dФ/dθ)成正比

　　其磁通量Ф=Br*S Br为磁密，S为导磁面积 F与L*D*Br成正比 L为铁芯有效长度，D为转子直径 Br=N·I/RN·I为励磁绕阻安匝数(电流乘匝数)R为磁阻。力矩=力*半径力矩与电机有效体积*安匝数*磁密 成正比(只考虑线性状态)因此，电机有效体积越大，励磁安匝数越大，定转子间气隙越小，电机力矩越大，反之亦然。

7. 步进电机的原理

步进电机是开环控制，意思为“信号发出不管”，伺服电机为闭环控制（信号发出后通过反馈来控制管理）。步进电机较显著的缺点是：步进电机在低速时易出现低频振动现象，对于机器的正常运转非常不利。振动频率与负载情况和驱动器性能有关。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象，一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。

当然，步进电机的这个原有缺点已经在改进。

8. 直线步进电机电压

步进电机驱动器脉冲电压：一般是-5V，-24V输入的话加1.6K电阻。

9. 直线步进电机工作原理

增程器步进电机的原理：

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。

10. 直线步进电机原理图解

对于我们普通使用步进电机的人来讲，只要了解控制步进电机的脉冲信号一般是由PLC或单片机发出，通过驱动器的分配与放大，最后用来驱动步进电机。

从学术层面来讲，获得矩形脉冲有两种方法：

1、利用各种形式的多谐振荡器电路直接产生所需要的脉冲；

2、通过各种整形电路把已有的周期性变化的波形变换为符合要求的矩形脉冲。

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