1、体系知识：步进电动机和步进电动机驱动器构成步进电机驱动体系。步进电动机驱动体系的功用，不光取决于步进电动机自身的功用，也取决于步进电动机驱动器的好坏。对步进电动机驱动器的研讨简直是与步进电动机的研讨同步进行的。
2、体系概述：步进电动机是一种将电脉冲转化为角位移的履行元件。当步进电动机驱动器接收到一个脉冲信号(来自操控器)，它就驱动步进电动机按设定的方向滚动一个固定的视点(称为步距角)，它的旋转是以固定的视点一步一步作业的。
3、体系操控：步进电动机不能直接接到直流或交流电源上作业，有必要运用专用的驱动电源(步进电动机驱动器)。操控器(脉冲信号发生器)能够经过操控脉冲的个数来操控角位移量，然后到达准确认位的意图;一起能够经过操控脉冲频率来操控电机滚动的速度和加快度，然后到达调速的意图。
4、用处：步进电动机是一种操控用的特种电机，作为履行元件，是机电一体化的要害产品之一，跟着微电子和核算机技能的开展(步进电动机驱动器功用进步)，步进电动机的需求量日积月累。步进电动机在作业中精度没有堆集差错的特色，使其广泛应用于各种自动化操控体系，特别是开环操控体系。
5、步进电机按结构分类：步进电动机也叫脉冲电机，包含反应式步进电动机(VR)、永磁式步进电动机(PM)、混合式步进电动机(HB)等。
(1)反应式步进电动机：也叫感应式、磁滞式或磁阻式步进电动机。其定子和转子均由软磁资料制成，定子上均匀分布的大磁极上装有多相励磁绕组，定、转子周边均匀分布小齿和槽，通电后运用磁导的改动发生转矩。一般为三、四、五、六相;可完成大转矩输出(耗费功率较大，电流最高可达20A，驱动电压较高);步距角小;断电时无定位转矩;电机内阻尼较小，单步作业(指脉冲频率很低时)震动时刻较长;发动和作业频率较高。
(2)永磁式步进电动机：一般电机转子由永磁资料制成，软磁资料制成的定子上有多相励磁绕组，定、转子周边没有小齿和槽，通电后运用永磁体与定子电流磁场相互效果发生转矩。一般为两相或四相;输出转矩小(耗费功率较小，电流一般小于2A，驱动电压12V);步距角大(例如7.5度、15度、22.5度等);断电时具有必定的坚持转矩;发动和作业频率较低。
(3)混合式步进电动机：也叫永磁反应式、永磁感应式步进电动机，混合了永磁式和反应式的长处。其定子和四相反应式步进电动机没有差异(但同一相的两个磁极相对，且两个磁极上绕组发生的N、S极性有必要相同)，转子结构较为杂乱(转子内部为圆柱形永磁铁，两头外套软磁资料，周边有小齿和槽)。一般为两相或四相;须供应正负脉冲信号;输出转矩较永磁式大(耗费功率相对较小);步距角较永磁式小(一般为1.8度);断电时无定位转矩;发动和作业频率较高;是现在开展较快的一种步进电动机。
6、步进电动机按作业办法分类：可分为功率式和伺服式两种。
(1)功率式：输出转矩较大，能直接带动较大负载(一般运用反应式、混合式步进电动机)。
(2)伺服式：输出转矩较小，只能带动较小负载(一般运用永磁式、混合式步进电动机)。
7、步进电动机的挑选：
(1)首要挑选类型，其次是详细的品种与类型。
(2)反应式、永磁式和混合式三种步进电动机的功用指标、外形尺寸、装置办法、脉冲电源品种和操控电路等都不同，价格差异也很大，挑选时应归纳考虑。
(3)具有操控集成电路的步进电动机应优先考虑。
8、步进电动机的基本参数：
(1)电机固有步距角：它表明操控体系每发一个步进脉冲信号，电机所滚动的视点。电机出厂时给出了一个步距角的值，如86BYG250A型电机给出的值为0.9°/1.8°(表明半步作业时为0.9°、整步作业时为1.8°)，这个步距角能够称之为“电机固有步距角”，它不必定是电机作业时的实践步距角，实践步距角和驱动器有关。
(2)步进电动机的相数：是指电机内部的线圈组数，现在常用的有二相、三相、四相、五相步进电动机。电机相数不同，其步距角也不同，一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72°。步进电动机添加相数能进步功用，但步进电机的结构和驱动电源都会更杂乱，本钱也会添加。
(3)坚持转矩(HOLDINGTORQUE)：也叫最大静转矩，是在额外静态电流下施加在已通电的步进电动机转轴上而不发生接连旋转的最大转矩。它是步进电动机最重要的参数之一，一般步进电动机在低速时的力矩挨近坚持转矩。由于步进电动机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而改动，所以坚持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比方，当人们说2N.m的步进电机，在没有特别阐明的情况下是指坚持转矩为2N.m的步进电动机。
(4)步距精度：能够用定位差错来表明，也能够用步距角差错来表明。
(5)矩角特性：步进电动机的转子脱离平衡位置后所具有的康复转矩，跟着转角的偏移而改动。步进电动机静转矩与失调角的联系称为矩角特性。
(6)静态温升：指电机静止不动时，按规则的作业办法中最多的相数通以额外静态电流，到达安稳的热平衡状况时的温升。
(7)动态温升：电机在某一频率下空载作业，按规则的作业时刻进行作业，作业时刻完毕后电机所到达的温升叫动态温升。
(8)转矩特性：它表明电机转矩和单相通电时励磁电流的联系。
(9)发动矩频特性：发动频率与负载转矩的联系称为发动矩频特性。
(10)作业矩频特性/惯频特性：略
(11)升降频时刻：指电机从发动频率升到最高作业频率或从最高作业频率降到发动频率所需的时刻。
(12)DETENTTORQUE：是指步进电动机没有通电的情况下，定子锁住转子的力矩。DETENTTORQUE在国内没有共同的翻译办法，简略发生误解;反应式步进电动机的转子不是永磁资料，所以它没有DETENTTORQUE。
9、步进电动机的一些特色：
(1)步进电动机没有堆集差错：一般步进电动机的精度为实践步距角的百分之3-5，且不累积。
(2)步进电动机在作业时，脉冲信号按必定次序轮番加到各相绕组上(由驱动器内的环形分配器操控绕组通断电的办法)。
(3)即使是同一台步进电动机，在运用不同驱动计划时，其矩频特性也相差很大。
(4)步进电动机与其它电动机不同，其标称额外电压和额外电流仅仅参考值;又由于步进电动机是以脉冲办法供电，电源电压是其最高电压，而不是均匀电压，所以，步进电动机能够超出其额外值规模作业。但挑选时不该违背额外值太远。
(5)步进电动机表面答应的最高温度：步进电机温度过高首要会使电机的磁性资料退磁，然后导致力矩下降乃至于失步，因此电机表面答应的最高温度应取决于不同电机磁性资料的退磁点;一般来讲，磁性资料的退磁点都在摄氏130度以上，有的乃至高达摄氏200度以上，所以步进电动机表面温度在摄氏80-90度彻底正常。
(6)步进电动机的力矩会随转速的升高而下降：当步进电机滚动时，电机各相绕组的电感将构成一个反向电动势;频率越高，反向电动势越大。在它的效果下，电机随频率(或速度)的增大而相电流减小，然后导致力矩下降。
(7)步进电动机低速时能够正常作业，但若高于必定频率就无法发动，并伴有啸叫声。
步进电动机有一个技能参数：空载发动频率，即步进电动机在空载情况下能够正常发动的脉冲频率，假如脉冲频率高于该值，电机不能正常发动，或许发生丢步或堵转。在有负载的情况下，发动频率应更低。假如要使电机到达高速滚动，脉冲频率应该有加快进程，即发动频率较低，然后按必定加快度升到所期望的高频(电机转速从低速升到高速)。
(8)四相混合式步进电机一般由两相驱动器来驱动，因此，衔接时能够选用串联接法或并联接法将四相电机接成两相运用。串联接法一般在电机转速较低的场合运用，此刻需求的驱动器输出电流为电机相电流的0.7倍，因此电机发热小;并联接法一般在电机转速较高的场合运用(又称高速接法)，所需求的驱动器输出电流为电机相电流的1.4倍，因此电机发热较大。
(9)混合式步进电机驱动器的供电电源电压一般是一个较宽的规模(比方IM483的供电电压为12～48VDC)，电源电压一般依据电机的作业转速和呼应要求来挑选。假如电机作业转速较高或呼应要求较快，那么电压取值也高，但留意电源电压的纹波不能超过驱动器的最大输入电压，不然或许损坏驱动器。
(10)供电电源电流一般依据驱动器的输出相电流I来确认。假如选用线性电源，电源电流一般可取I的1.1～1.3倍;假如选用开关电源，电源电流一般可取I的1.5～2.0倍。
(11)当脱机信号FREE为低电平时，驱动器输出到电机的电流被堵截，电机转子处于自在状况
(脱机状况)。在有些自动化设备中，假如在驱动器不断电的情况下要求直接滚动电机轴(手动办法)，就能够将FREE信号置低，使电机脱机，进行手动操作或调理。手动完成后，再将FREE信号置高，以持续自动操控。
(12)用简略的办法调整两相步进电机通电后的滚动方向，只需将电机与驱动器接线的A+和A-(或许B+和B-)对调即可。
10、步进电动机驱动器的一些特色：
(1)构成步进电动机驱动器体系的专用集成电路：
A脉冲分配器集成电路：如三洋公司的PMM8713(三/四相)、PMM8723(四相)、PMM8714(五相)等。
B包含脉冲分配器和电流斩波的操控器集成电路：如SGS公司的L297(四相)、L6506(四相)等。
C只含功率驱动(或包含电流操控、维护电路)的驱动器集成电路：如日本新电元工业公司的MTD1110(四相斩波驱动)和MTD2001(两相、H桥、斩波驱动)。
D将脉冲分配器、功率驱动、电流操控和维护电路都包含在内的驱动操控器集成电路，如MOTOROLA公司的SAA1042(四相)和ALLEGRO公司的UCN5804(四相)等。
(2)“细分驱动”概述：
概念：将“电机固有步距角”细分红若干小步的驱动办法，称为细分驱动，细分是经过驱动器准确操控步进电动机的相电流完成的，与电机自身无关。其原理是，让定子通电相电流并不一次升到位，而断电相电流并不一次降为0(绕组电流波形不再是近似方波，而是N级近似阶梯波)，则定子绕组电流所发生的磁场合力，会使转子有N个新的平衡位置(构成N个步距角)。
最新技能开展：国内外对细分驱动技能的研讨非常活泼，高功用的细分驱动电路，能够细分到上千乃至恣意细分。现在现已能够做到经过杂乱的核算使细分后的步距角均匀共同，大大进步了步进电动机的脉冲分辨率，减小或消除了震动、噪声和转矩动摇，使步进电动机更具有“类伺服”特性。
对实践步距角的效果：在没有细分驱动器时，用户主要靠挑选不同相数的步进电机来满意自己对步距角的要求。假如运用细分驱动器，则用户只需在驱动器上改动细分数，就能够大幅度改动实践步距角，步进电机的”相数”对改动实践步距角的效果简直能够忽略不计。
选用细分技能与步进电动机精度进步的联系：步进电动机的细分技能实质上是一种电子阻尼技能，其主要意图是削弱或消除步进电机的低频振荡，进步电机的作业精度仅仅细分技能的一个顺便功用。细分后电机作业时对每一个脉冲的分辨率进步了，但作业精度能否到达或挨近脉冲分辨率还取决于细分驱动器的细分电流操控精度等其它要素。不同厂家的细分驱动器精度或许不同很大;细分数越大精度越难操控。
真实的细分对驱动器要有适当高的技能要求和工艺要求，本钱亦会较高。国内有一些驱动器选用对电机相电流进行“滑润”处理来替代细分，归于“假细分”，“滑润”并不发生微步，会引起电机力矩的下降。真实的细分操控不光不会引起电机力矩的下降，相反，力矩会有所添加。
