步进电机使用经验

常有人用步进电机精度不准，容易失步。就我用步进电机这么多年的经验来说，步进电机并没有想象的这么差，除非驱动器开发者真的是水平不行了。因为步进电机用得好了，所以伺服电机反到我不怎么用得顺手，步进电机有优势在于，编程简单，接线少，故障也少，扭力大，现在的步进电机峰值能达到60000脉冲数，这个精度够可以了。转速也有的能达到3000转的，一般都能达到600转。

    步进电机一般说是能达到600转，其实是达不到这个转速的，厂家说是600转，在使用过程中达到500转就不错了。一般情况下，机器能转到500转，其实也是很快的了。再快了可能就会堵转，电机就象卡死了一样的响，这就是速度过高，电机转不过来。发生这种现象，解决的办法是：1、降低运行频率；2、调高加减速时间；3、降低启动频率；4、把细分数调高一个档位。    步进电机的转速和扭力成反比，转速越快，扭力越小。当然这在选型的时候很重 要，不在小马拉大车。选型大一点没关系，小了或者刚好就真是不行，失步多为电机小了，机械过重，造成小马拉大车的现象。

    一般情况下，驱动信号脉冲多为24V串2K电阻。一般厂家都推荐电阻为1.8K～2K。其实啊，我通过测量，2K电阻的时候，脉冲电压只有2.2V。后来我都选用1.5K电阻。这个问题是我通过实践得来的，也是有一台电机走不顺，查了很多地方都没有找到原因，后来换了一个电阻就好了。一般情况下，光耦可以承受24V的，特别是没有电阻的时候，直接接上去也能用。当然了，装一个电阻更好。

    很多人都说步进电机失步，其实机械原因也有很多，丝杆轴承没有装好，丝杆磨损，导轨磨损都能让机械走不准，还有原点开关的好坏，直接影响精度。我自己遇到过自己写的程序出现争位现象，也许是技术问题吧，就是加工完成后，程序有时还能运行加工程序来回原位，回原点程序没有接通。这样直接造成累计误差，后来通过长时间的监控才发现这个问题。这种情况多发生在圴布分度的机器里面。看到论坛里面好多讲累计误差的，我想很多情况就是遇上我遇上的事情了。

    步进电机如果因为负载过大，而产生惯性，这样的情况多是走过头了。点动指令是走不准的，特别是用点动回原点，那是大错特错。点动的开停是一个完全的90度直角，启停相当于急刹车，想想也是停不住的了。所以回原点一定还是要用回原点指令。    电机电流不要调到额定电流，一般小一个档位，额定6A的，调整到5.5A就可以了。这个时候的扭力也够，温度也会很高。步进电机虽说可以达到80度，但温度太高了，还是影响磁场的。

步进电机发热

    步进电机作为一种数字式执行元件，在运动控制系统中得到广泛的应用。许多用户朋友在使用步进电机的时候，感觉电机工作时有较大的发热，心存疑虑，不知这种现象是否正常。实际上发热是步进电机的一个普遍现象，但怎样的发热程度才算正常，以及如何尽量减小步进电机发热呢？

　首先，要了解步进电机为什么会发热

　对于各种步进电机而言，内部都是由铁芯和绕组线圈组成的。绕组有电阻，通电会产生损耗，损耗大小与电阻和电流的平方成正比，这就是我们常说的铜损，如果电流不是标准的直流或正弦波，还会产生谐波损耗;铁心有磁滞涡流效应，在交变磁场中也会产生损耗，其大小与材料，电流，频率，电压有关，这叫铁损。铜损和铁损都会以发热的形式表现出来，从而影响电机的效率。步进电机一般追求定位精度和力矩输出，效率比较低，电流一般比较大，且谐波成分高，电流交变的频率也随转速而变化，因而步进电机普遍存在发热情况，且情况比一般交流电机严重。

　再者，将步进电机发热控制在合理范围内

　电机发热允许到什么程度，主要取决于电机内部绝缘等级。内部绝缘性能在高温下（130度以上）才会被破坏。所以只要内部不超过130度，电机便不会损坏，而这时表面温度会在90度以下。所以，步进电机表面温度在70-80度都是正常的。简单的温度测量方法有用点温计的，也可以粗略判断：用手可以触摸1-2秒以上，不超过60度;用手只能碰一下，大约在70-80度;滴几滴水迅速气化，则90度以上了；当然也可以用测温枪来检测。

　第三，步进电机发热随速度变化的情况

　采用恒流驱动技术时，步进电机在静态和低速下，电流会维持相对恒定，以保持恒力矩输出。速度高到一定程度，电机内部反电势升高，电流将逐步下降，力矩也会下降。因此，因铜损带来的发热情况就与速度相关了。静态和低速时一般发热高，高速时发热低。但是铁损（虽然占的比例较小）变化的情况却不尽然，而电机整个的发热是二者之和，所以上述只是一般情况。

　第四，发热带来的影响

　电机发热虽然一般不会影响电机的寿命，对大多数客户来说没必要理会。但是，严重的发热会带来一些反面影响。如电机内部各部分热膨胀系数不同导致结构应力的变化和内部气隙的微小变化，会影响电机的动态响应，高速会容易失步。又如有些场合不允许电机的过度发热，如高精度的测试设备等。因此对电机的发热应当进行必要的控制。

　最后，减少电机的发热

　减少发热，就是减少铜损和铁损。 减少铜损有两个方向，减少电阻和电流，这就要求在选型时尽量选择电阻小和额定电流小的电机，对两相电机，能用串联的电机就不用并联电机。但是这往往与力矩和高速的要求相抵触。对于已经选定的电机，则应充分利用驱动器的自动半流控制功能和脱机功能，前者在电机处于静态时自动减少电流，后者干脆将电流切断。另外，细分驱动器由于电流波形接近正弦，谐波少，电机发热也会较少。 减少铁损的办法不多，电压等级与之有关，高压驱动的电机虽然会带来高速特性的提升，但也带来发热的增加。所以应当选择合适的驱动电压等级，兼顾高速性，平稳性和发热，噪音等指标。

一体式步进电机

一体式步进电机是为了增加产品精密度，减小设计空间，增强通讯能力，通过将步进电机将相关设备连接在一起而形成的。目前一体式步进电机主要有与伺服、编码器、减速机、驱动器，有时也称集成式步进电机。

一体式步进电机将步进系统中的各个单元集成为一个整体，减少系统之间的布线，消除电磁噪音，简化系统结构，大大增加了步进系统的可靠性和实用性，对于安装空间小，系统集成化程度高的客户是上佳的选择

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