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步进电机工作原理,电机步进是什么意思,电机原理步进工作过程

Time:2025年04月18日 Read:13 评论:0 作者:haiwenboyue

步进电机有一些常见型号,其中包括 20、28、35、39、42、57、86 等。这些型号的功能大致相同,差异主要体现在尺寸以及输出力的大小方面有所不同。接下来我们以 57 这个型号为例,来详细地说明它的原理。

2 相步进电机是步进电机中常见且用到最多的。还有 3 相、5 相步进电机等,它们的用量相对较少。驱动器价格较为昂贵,通常只有在一些特殊场景下才会被使用。

为什么这种电机被称为 20 步进电机、28 步进电机、35 步进电机、39 步进电机、42 步进电机、57 步进电机和 86 步进电机呢?

看图说话是很有效的方式。所谓 57 指的是电机的端盖外形尺寸为 57mm 的正方形,不过不同电机可能会有一些微小的差异。同时,其安装孔距为 47mm。你问为何是 57mm 呢?其实没有原因,这是行业逐渐积累形成的事实标准。并非有谁强制规定不可以是 58mm 。但倘若生产出的电机很难与他人的兼容。要是孔距发生了变化,那就根本无法安装。那谁还会购买你的产品呢?这样一来,你是不是就只能跟随大流,“随波逐流”了呢?

电机机身的长度会与某些尺寸一样,轴的长度也会与某些尺寸一样,直径同样会与某些尺寸一样,这些尺寸相同就会演变出一些变体,在设计时需要注意进行选择。

2. 电机参数

57步进电机参数:

电机型号:

机身长度:76mm

出轴长度:21mm

出轴轴径:8mm/6.35mm)

使用电流:3A

输出力矩:1.8Nm(牛米)

出线方式为:有二相四根引出线,分别是黑色 A、绿色 A-、红色 B、蓝色 B-。

出轴方式:默认轴径8毫米+单扁丝

7. 共振频率为 。

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电机型号:=》产品型号,不同厂家可能不同,没有任何标准

机身长度为 76mm,不过电机机身的长度是可变的,并没有规定一定要是 76mm 这么多。

出轴长度:21mm =》转动轴的伸出来部分的长度

转动轴的轴径有 8mm 和 6.35mm 这两种规格,这是行业内的事实标准,在设计转动轴时,不要采用 9mm 的尺寸,因为可能找不到与之匹配的电机。

电机工作的最大电流为 3A。电流的大小会决定力矩的大小,并且会影响到后面驱动器的选择。最少你得选择一个能够提供 3A 这么大电流的驱动器。

输出力矩:1.8Nm(牛米)==》最大电流的时候输出的力矩

出线方式为:二相四根引出线,分别是黑色 A、绿色 A、红色 B、蓝色 B。这意味着是两项电机,一个相需要两根线,所以总共会引出 4 根线,这是很明确的,没什么可多说的吧?

轴径为 8 毫米且带有单扁丝的出轴方式,存在两头出轴的情况,在购买时需要看清楚。

步距角为 1.8°,这意味着给一个脉冲电机就会旋转 1.8°。那么电机转一圈是多少个脉冲呢?因为转一圈是 360°,用 360°除以 1.8°可得 200,所以转一圈需要 200 个脉冲。这只与脉冲的个数相关,和速度没有关系,也就是说,无论是一分钟给 200 个脉冲,还是一秒钟给 200 个脉冲,电机都只会转一圈。

3. 什么是微步,细分?

微步指的是电机的一种驱动方法,细分是一个动作:

给电机上电后,每给一个脉冲,电机就转动 1.8°。这样一来,我们所得到的旋转角度就只能是 1.8 的倍数。在很多场合中,这样的情况是无法满足需求的。如果我想要让电机转到 1°的位置,该怎么办呢?微步驱动就是用来解决这个问题的。

常规情况下,驱动器给这个脉冲时,会将满电流输出给励磁线圈,电机就会完整地按照设计转动 1.8°。如果我们只输出 75%的电流,那么电机是否就只会转动 75%的位置呢?因为励磁电流的大小决定了力矩。我们可以依次给出 50%的驱动电流,电机就会完成一个步距的位置变化;接着给出 25%的驱动电流,电机也会完成一个步距的位置变化;再给出 0%的驱动电流,电机同样会完成一个步距的位置变化。这样每一次旋转角度就变为 1.8/4 = 0.45°了。

公式:电机旋转的角度=步距角/细分数

把一个步距分成4个阶段,这个动作就是细分,叫4细分。

如果将这个过程进行细分,像 8、16、32 等等这样的情况,就能够得到更精确的位置。与之相对应的是,我们原本转一圈需要 200 个脉冲(需注意,不同电机存在差别),那么进行 4 细分就需要输入 800 个脉冲,进行 8 细分就需要输入 1600 个脉冲。

看图说话-你购买的步进电机驱动器一般就有这个参数调整表:

4. 细分还有什么好处呢?

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1)细分提高了定位精度。角度变小,毫无疑问的吧?

细分可以大大提升电机的运转性能。以二相混合式步进电机为例,倘若电机的额定电流为 5A,使用常规驱动方式时,电机每运行一次,其绕组相电流会从 0 瞬间突变到 5A 或者从 5A 变为 0,这种电流的骤然变化,必然会导致电机运行产生振动。若采用细分技术,若为 50 细分。电机每运行一步,其绕组相电流变化仅为 0.1A。如此一来,能够极大地改善电机的振动情况。

同时进行细分后,电机的输出力矩呈现出增加的态势。尤其对于三相式反应时电机而言,它的力矩相较于不细分时提升了大约 30%至 40%。

步进电机驱动器的参数选择

上面讲了电机的细分原理和作用。你的角度精度需求决定了细分选择方法。此时你能够做出驱动器第一参数的选择,即细分。

细分的选择对电机的运行平稳性有影响,因此你需在满足设计需求的情况下,进行折中选择。

电机输出的力大小与驱动电流有关。有时你会觉得电机软绵绵的,没有力气。这时你需要检查驱动器下面的电流设置是否选择正确。

驱动器接线图

不同厂家的驱动器或许存在细微差别,不过大体上是相似的,在使用时应以厂家说明书为依据。

7. 其他问题:此主题我逐渐补充,有需要了解的在评论区留言

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