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步進(jìn)電機(jī)作為電子工業(yè)常見的電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式之一，也是小白初學(xué)電機(jī)首先接觸到的電機(jī)，雖然進(jìn)階學(xué)習(xí)基本上是以伺服電機(jī)為主，但不可否認(rèn)地是，步進(jìn)電機(jī)有諸多優(yōu)勢(shì)，可以應(yīng)用在部分領(lǐng)域，所以本文將盤點(diǎn)步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域。  

步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)  

優(yōu)點(diǎn)：  

①電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度正比于脈沖數(shù);  

②電機(jī)停轉(zhuǎn)的時(shí)候具有最大的轉(zhuǎn)矩(當(dāng)繞組激磁時(shí));  

③由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不會(huì)將一步的誤差積累到下一步因而有較好的位置精度和運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性;  

④優(yōu)秀的起停和反轉(zhuǎn)響應(yīng);  

⑤由于沒有電刷，可靠性較高，因此電機(jī)的壽命僅僅取決于軸承的壽命;  

⑥電機(jī)的響應(yīng)僅由數(shù)字輸入脈沖確定，因而可以采用開環(huán)控制，這使得電機(jī)的結(jié)構(gòu)可以比較簡(jiǎn)單且可控制成本;  

⑦僅僅將負(fù)載直接連接到電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上也可以極低速地同步旋轉(zhuǎn);  

⑧由于速度正比于脈沖頻率，因而有較寬的轉(zhuǎn)速范圍。  

缺點(diǎn)：  

①如果控制不當(dāng)容易產(chǎn)生共振現(xiàn)象;  

②難以運(yùn)轉(zhuǎn)到較高的轉(zhuǎn)速;  

③難以獲得較大的轉(zhuǎn)矩;  

④在體積重量方面沒有優(yōu)勢(shì)，能源利用率低;  

⑤超過負(fù)載時(shí)會(huì)破壞同步，高速工作時(shí)會(huì)發(fā)出振動(dòng)和噪聲。  

步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域  

①不僅電極必須加驅(qū)動(dòng)才可以運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)必須為脈沖信號(hào)，沒有脈沖時(shí)，步進(jìn)電機(jī)將靜止。如果加入適當(dāng)?shù)拿}沖信號(hào)，將以一定的角度(稱為步進(jìn)角)，轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和脈沖的頻率成正比。  

②騰龍版步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角度為7.5度，一圈360度，需要48個(gè)脈沖完成。  

③步進(jìn)電機(jī)具有瞬間啟動(dòng)和急速停止的優(yōu)越特性。  

④改變脈沖的順序，可以方便地改變轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。  

因此，目前打印機(jī)、繪圖儀、機(jī)器人等設(shè)備都以步進(jìn)電機(jī)為動(dòng)力核心。

步進(jìn)電機(jī)的特性  

1、精準(zhǔn)的位置控制  

依照輸入脈沖的數(shù)量，確定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。位置誤差非常小(小于1/10度)，且不累積。  

2、精確的轉(zhuǎn)速  

步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于輸入電脈沖的頻率，可以實(shí)現(xiàn)精確控制和方便調(diào)節(jié)。因此被廣泛地應(yīng)用于各種運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域。  

3、正向/反向轉(zhuǎn)動(dòng)，急停及鎖定功能  

在整個(gè)速度范圍內(nèi)都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)力矩和位置的有效控制，包括靜力矩。在電機(jī)鎖定狀態(tài)下(電機(jī)繞組中存在電流，而外部沒有旋轉(zhuǎn)的脈沖指令輸入)，仍然保持一定的力矩輸出。  

4、低轉(zhuǎn)速條件下的精準(zhǔn)位置控制  

步進(jìn)電機(jī)不需要借助齒輪箱的調(diào)節(jié)，就可以在非常低的轉(zhuǎn)速下平穩(wěn)運(yùn)行，同時(shí)輸出較大的力矩，避免了功率的損耗和角度位置偏差，同時(shí)降低了成本，節(jié)省了空間。  

5、更長(zhǎng)的使用壽命  

步進(jìn)電機(jī)的無電刷設(shè)計(jì)保證了電機(jī)的使用壽命很長(zhǎng)。步進(jìn)電機(jī)的壽命通常取決于軸承。  

振動(dòng)與噪音  

一般來講，步進(jìn)電機(jī)在空載運(yùn)行情況下，當(dāng)電機(jī)的運(yùn)行頻率接近或等于電機(jī)轉(zhuǎn)子的固有頻率時(shí)會(huì)發(fā)生共振，嚴(yán)重的會(huì)發(fā)生失步現(xiàn)象。

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