步进电机转速与脉冲频率的关系

步进电机的转速与脉冲频率

步进电机的转速与脉冲频率成正比，即脉冲频率越高步进电机的转速也越高，但提高了脉冲频率虽然达到了提速作用，却损失了力矩。

力矩随脉冲频率升高而下降的原因： 步进电机产生失步的两个原因就是：

一、控制脉冲频率高，此时转子的加速度小于步进电机定子旋转磁场的速度。 在步进电机供电电源设计好后，定子线圈冲电时间常数基本是固定的，假设时间常数是0.02S（0.02S充电到最大值的63%），如果步进电机接受的脉冲周期大于0.04S（占空比为50%，频率小于25HZ），定子线圈即可以获得足够的能量产生足够带动转子的力矩。如果脉冲频率过高，比如50HZ（占空比为50%，脉冲周期大于0.02S），定子线圈获得的充电时间才0.01S，少了一半的充电时间，产生的力矩就减少了很多，致使转子跟不上定子旋转磁场的速度，每一步都落后于应该到达的平衡位置，并且距离平衡位置越来越远。积累下来的结果就造成了失步。

当然50HZ的频率太小了，本例子只是为了便于说明，随意说了一个数解决方法：

1、降低脉冲频率，别认为麻烦，调试步进电机大部分是调节脉冲频率的过程

2、如果不想因降低频率而造成速度太低，那么加大步进电机供电电流

3、减轻电机的负载

二、控制脉冲频率低，此时转子的速度高于步进电机定子旋转磁场的速度。 还以上面的0.02S充电时间常数为例，脉冲频率低，定子线圈充电充分，其产生的力矩就大，此时电机的负载如果较轻，转子就会超过应该到达的平衡位置，定子磁场又要拉转子回到平衡位置，同样其在回平衡位置时又会反越过平衡位置而落后于平衡位置，恰恰此时下一个脉冲到来，于是转子只好在落后于平衡位置的地方开始新一轮的步进。如此循环，同样造成每一步都落后于应该到达的平衡位置，并且距离平衡位置越来越远。积累下来的结果就造成了失步。 解决方法：

1、提高脉冲频率

2、不想太高速，那么减小步进电机供电电流。

3，上面两者都不能调节，换力矩小的电机。 伺服电机的说明书上一般都会给出矩频特性图，或是力矩与速的关系表。从大多品牌步进电机的矩频特性可以看出，步进电机在小于600转/分的速度时，输出力矩是正常的。超过1000转/分时，力矩急剧下降（当然也有部分电机在1200转/分时，力矩输出正常）。 所以将步进电机的最高转速定为600转/分是较为理想的选择。

当然这个600转/分不是一个通用的数据，具体还得去资讯厂家，向厂家要步进电机的矩频特性。 600转/分的定义只是为了告诉您在选择电机或是前期设计转速，要考虑到步进电机转速小的特点！

步进电机转速与脉冲频率的关系

1、何为步进电机和步进驱动器？

步进电机是一种与专门用于速度和位置精确控制的特种电机，它旋转是以固定的角度（称为“步距角” ）一步一步运行的，故称步进电机。其特点是没有累积误差，接收到控制器发来的每一个脉冲信号，在驱动器的推动下电机运转一个固定的角度，所以广泛应用于各种开环控制。

步进驱动器是一种能使步进电机运行的功率放大器，能把控制器发来的脉冲信号转化为步进电机的功率信号，电机的转速与脉冲频率成正比，所以控制脉冲频率可以精确调速，控制脉冲数就可以精确定位。

2、何为驱动器的细分？步进电机的转速与脉冲频率的关系是什么？

步进电机由于自身特有结构决定，出厂时都注明“电机固有步距角” （如 0.9°/1.8°，表示半步工作每走一步转过的角度为 0.9°，整步时为 1.8°） 。但在很多精密控制和场合，整步的角度太大，影响控制精度，同时振动太大，所以要求分很多步走完一个电机固有步距角，这就是所谓的细分驱动，能够实现此功能的电子装置称为细分驱动器。

V=P*θe÷360*m

V：电机转速（r/s） P：脉冲频率（Hz） θe：电机固有步距角 m：细分数（整步为 1，半步为 2）

3、细分步进驱动器有何优点？

Ø 因减少每一步所走过的步距角，提高了步距均匀度，因此可以提高控制精度。

Ø 可以大大地减少电机振动，低频振荡是步进电机的固有特性，用细分是消除它的最好方法。

Ø 可以有效地减少转矩脉动，提高输出转矩。

以上这些优点普遍被用户认可，并给他们带来实惠，所以建议您最好选用细分驱动器。

4、为什么我的电机只朝一个方向运转？

Ø 可能方向信号太弱，或接线极性错，或信号电压太高烧坏方向限流电阻。

Ø 脉冲模式不匹配，信号是脉冲/方向，驱动器必须设置为此模式;若信号是 CW/CCW（双脉冲模式） ，驱动器则必须也是此模式，否则电机只朝一个方向运转。