一体化步进电机

步进电机在许多行业的应用中又作为提供动力兼控制的核心器件，其重要性不言而喻，而一体化步进电机由于其体积娇小的特点，在许多应用场合都表现优异，在此便提供一些一体化步进电机在各行各业的应用思路。一体化步进系统由步进电机、反馈系统(选配)、驱动放大器、运动控制器等子系统组成。如果把用户上位机(PC、PLC等)比作公司老板，运动控制器就是高管，驱动放大器就是技工，步进电机就是机床。老板通过某种通讯方式/协议(电话、电报、电邮等)协调数个高管间合作，步进电机区别于其他所有电机的最大优点走步精准而且有力。

步进系统便宜过伺服系统很多很多, 这点所有人都知道, 为了便宜, 在自动控制领域内, 步进系统还是占大多数, 但步进系统潜在失步的可能性, 并且还不知道是否已经失步了. 还有步进驱动器虽然可以细分并产生微步, 但大家应该清楚微步主要是让电流更平滑, 电机振动性更好, 微步虽然可以提高步进电机的准确性, 但微步却不可靠, 所有的资料和我亲自的测量都证实了这一点.正因为如此, 限制了步进系统进入高精度要求和高风险要求的机器. 有了闭环控制器, 步进系统精度一点不比伺服的差了, 只是速度比不上伺服, 如果配合市面上的普通光栅尺使用, 定位精度可以超过伺服电机, 因为伺服只是半闭环控制, 而步进电机配合闭环控制器还有光栅尺是全闭环控制, 免除了机械系统的误差, 所以定位精度可以超过伺服系统. 而价钱只是伺服的1/N.

体积小、故障率低、无需匹配电机和驱动控制器，使用简单，系统设计和维护方便，大大减少产品开发时间。步进电机选型编辑步进电机能将电脉冲信号转变为角位移或线位移。在额定功率范围内，电机的转速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，加上步进电机累积误差较小等特点，使得在速度、位置等领域用步进电机来控制变得较为简单。步进电机分三种，目前主要广泛应用的是混合式步进电机。

步进电机不能保证绝对的准确性, 而且还不知道是否准确, 因此在工作负载变化大或不确定性的工作条件下, 如数控铣床, 雕铣机. 它们的切削力的变化是不可控的, 比如在钢上分层铣削一深槽, 到多层后每次铣刀,靠近到槽的边壁时切削力就会急剧增大. 为了应付这种可能性并且保证精度, 现在唯一的办法就是降低整个加工速度, 以换取局部的安全. 而其实绝大部份工作时间都不是在大阻力状态下, 因此严重的降低了系统使用的效率, 而使用闭环控制器, 便可以在这种情况下大幅提高机器的效率, 你不必为个别的阻力点的安全而降低整个过程和速度和效率. 控制器会自动调整速度通过阻力点, 阻力点过后又会自动恢复速度, 并加速补偿回丢失的脉冲, 而且是一瞬间完成. 如果设定了报警功能, 能够在失步到一定的情况下报警并发信号给上位机. 伺服系统也是这样处理的.

步进电机选型必须注意事项：1) 步距角： 收到一个步进脉冲，电机所转动的角度。实际步距角和驱动器的细分数有关。一般步进电机的精度为步距角的3-5%，不累积。2) 相数： 电机内部的线圈组数。相数不同，步距角不同。如使用细分驱动器，则‘相数’没有意义：改变细分数就可改变步距角。3) 保持转矩：亦称为最大静转矩。指额定电流下转速为零时，外力迫使转子转动所需的力矩。保持转矩与驱动电压及驱动电源等无关。步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩和功率随速度增大而不断变化，所以保持转矩是衡量步进电机最重要的参数之一。

虽然保持转矩与电磁激磁安匝数成正比，与定齿转子间的气隙有关。但过份采用减小气隙，增加激磁安匝来提高静力矩是不可取的，这样会造成步进电机的发热及机械噪音。保持转矩的选型确定：步进电机的动态力矩一下子很难确定，往往先确定电机的静力矩。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。阶越(突然)起动时(一般由低速)时二种负载均要考虑，加速(斜坡)起动时主要考虑惯性负载，恒速运行进只要考虑摩擦负载。一般情况下，保持转矩应为摩擦负载的2-3倍内好，保持转矩一旦选定，电机的机座及长度便能确定下来。4) 额定相电流：指电机实现各项额定厂方参数时的每相(每个线圈)电流。实验证明高于和低于该电流均可造成电机工作时某些指标超标而同时另一些指标不达标。