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摘 要：步进电动机通常被用作定位控制和定速控制,不超载时,它的停止方向和转速的情况由脉冲数目以及频率决定,其中存在着线性的关系,所以在控制领域应用十分广泛.它实质上是一种变磁阻式、将电脉冲信号转化为角位移的执行机构.文重点介绍了步进电机的特点、步进电机的选型方法,希望对广大读者有所帮助.
关键词： 步进电机；选择；使用
中图分类号：TM383.6 文献标识码：A文章编号：1672-3791(2015)02(C)-0000-00
步进电动机通常被用作定位控制和定速控制,不超载时,它的停止方向和转速的情况由脉冲数目以及频率决定,其中存在着线性的关系,所以在控制领域应用十分广泛.
1.工作原理
它是一种变磁阻式、将电脉冲信号转化为角位移的执行机构.工作时,首先步进驱动器会收到脉冲信号,电机会随之转动一个固定的角度（即步距角）,旋转方向是设定好的.正是由于旋转方向和角度的固定,所以脉冲信号对转过的角度有直接控制作用,从而保证定位的精确；同时步进电机转动的速度和加速度都可以由脉冲信号的频率来控制,从而实现对速度的控制.输入脉冲信号总数与电机总回转角度成正比,其频率也决定了相应的转速.步进电动机主要用于一些有定位要求的场合.例如：自动上下料转台、机器人滑台等.步动电动机有多种励磁方式,如永磁式、反应式和混合式（又叫感应子式）,另外,相数方面也有多种,如单相、两相、三相和多相等.
2.主要特点
（1）通常电机精度是步进角的3-5%,且不累积.
（2）步进电机的动态响应快,易于起停、正反转及变速.
（3）步进电机的力矩会随转速的升高而下降,因此步进电机难以获得较大的转矩.
（4）电机的响应通过输入脉冲来确定,为简化电机结构和降低成本,常采用开环控制.
3.如何选择
第一,要考虑根据负载所需要的功率来选择步进电机,保证电机的输出功率大于负载所需的功率.因此,计算机械系统的负载转矩是首要步骤.具体分为三种情况,摩擦负载和惯性负载通常在电机直接起动时都要考虑；惯性负载则在加速起动时要着重考虑；摩擦负载在恒速运行时要予以考虑.具体应用过程中,步进电机的静转矩一般为摩擦负载的2-3倍,要确定电机的电子座及长度,只要将静转矩确定下来即可.
第二,应使步距角和机械系统需求相一致.系统负载所要求的最小分辨率是可以换算到电机轴上的,具体就是此时电机应走过的角度,步进电机的步距角应不大于该角度.一般情况下,步进电机的步距角有1.5°/3°（三相）、0.36°/0.72°（五相）等.
电机转矩计算公式:V20高级功能调试：在单脉冲高转矩启动模式下启动电机
第三,要特别重视电机的转速.电机的输出转矩与转速成反比：电机低速运转时,输出转矩较大,在高速运转时转矩就很小了.具体工况下要求高速电机时,必须对电动机的线圈电阻、电感等加以测量.通常,要获得较大的输出转矩,需选择电感稍小的电机做高速电机.反之,则最好选择电感在十几或几十mH,电阻大一些的电机.
第四、根据计算出的转矩和转速,对照步进电机的矩频曲线图,确认选择步进电机是否合理.
下面给出的是一个步进电机选型的计算示例,可以更好的理解电机选型的计算方法.
图中所示的是一种典型的由步进电机驱动的滚珠丝杠滑台,已知丝杠直径等于20mm,导程等于5mm,丝杠长等于0.5m,负载M等于10kg,联轴器重量等于0.1kg,直径等于40mm,机械效率η等于0.9,摩擦系数μ等于0.1；往复运动速度等于3.6m/min,定位时间t等于1s,加减速时间占比等于0.1s.根据条件,初选某型号电机静力矩T等于1.5N·m,电机惯量等于0.001kg·㎡
则(1)负载力矩0.017N·m
(2)总负荷转动惯量JM++kg·㎡
(3) 启动转矩 等于等于0.45N·m,
其中电机转速n等于等于360rpm；
(4)必须转矩等于2×（+）等于0.93 N·m
根据计算结果, 对照步进电机的矩频曲线图,选择步进电机合理.
参考文献
[1]赵先仲主编.机电一体化系统.高等教育出版社
[2]汪诤主编.机电一体化技术.国防科技大学出版社
[3]许晓峰主编.电机及拖动.高等教育出版社
总结：本论文是一篇免费优秀的关于电机转矩论文范文资料，可用于相关论文写作参考。
电机转矩计算公式引用文献:
[1] 计算公式论文查重标红了怎么办
[2] 查重时计算公式是否计算在内
[3] 毕业设计论文计算公式要查重吗
