1.什么是步進電機?

步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構。通俗一點講：當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度（及步進角）。您可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時您可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。

2.步進電機分哪幾種?

步進電機分三種：永磁式（PM） ，反應式（VR）和混合式（HB）永磁式步進一般為兩相，轉矩和體積較小，步進角一般為7.5度 或15度；反應式步進一般為三相，可實現大轉矩輸出，步進角一般為1.5度，但噪聲和振動都很大。在歐美等發達國家80年代已被淘汰；混合式步進是指混合了永磁式和反應式的優點。它又分為兩相和五相：兩相步進角一般為1.8度而五相步進角一般為 0.72度。這種步進電機的應用最為廣泛。

3.什么是保持轉矩（HOLDING TORQUE）?

保持轉矩（HOLDING TORQUE）是指步進電機通電但沒有轉動時，定子鎖住轉子的力矩。它是步進電機最重要的參數之一，通常步進電機在低速時的力矩接近保持轉矩。由于步進電機的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以保持轉矩就成為了衡量步進電機最重要的參數之一。比如，當人們說2N.m的步進電機，在沒有特殊說明的情況下是指保持轉矩為2N.m的步進電機。

4.什么是DETENT TORQUE?

DETENT TORQUE 是指步進電機沒有通電的情況下，定子鎖住轉子的力矩。DETENT TORQUE 在國內沒有統一的翻譯方式，容易使大家產生誤解；由于反應式步進電機的轉子不是永磁材料，所以它沒有DETENT TORQUE。

5.步進電機精度為多少？是否累積?

一般步進電機的精度為步進角的3-5%，且不累積。

6.步進電機的外表溫度允許達到多少?

步進電機溫度過高首先會使電機的磁性材料退磁，從而導致力矩下降乃至于失步，因此電機外表允許的最高溫度應取決于不同電機磁性材料的退磁點；一般來講，磁性材料的退磁點都在攝氏130度以上，有的甚至高達攝氏200度以上，所以步進電機外表溫度在攝氏80-90度完全正常。

7.為什么步進電機的力矩會隨轉速的升高而下降?

當步進電機轉動時，電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。在它的作用下，電機隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導致力矩下降。

8.為什么步進電機低速時可以正常運轉,但若高于一定速度就無法啟動,并伴有嘯叫聲?

步進電機有一個技術參數：空載啟動頻率，即步進電機在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機不能正常啟動，可能發生丟步或堵轉。在有負載的情況下，啟動頻率應更低。如果要使電機達到高速轉動，脈沖頻率應該有加速過程，即啟動頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機轉速從低速升到高速）。

9.如何克服兩相混合式步進電機在低速運轉時的振動和噪聲?

步進電機低速轉動時振動和噪聲大是其固有的缺點，一般可采用以下方案來克服：
A.如步進電機正好工作在共振區，可通過改變減速比等機械傳動避開共振區；
B.采用帶有細分功能的驅動器，這是最常用的、最簡便的方法；
C.換成步距角更小的步進電機，如三相或五相步進電機；
D.換成交流伺服電機，幾乎可以完全克服震動和噪聲，但成本較高；
E.在電機軸上加磁性阻尼器，市場上已有這種產品，但機械結構改變較大。

10.細分驅動器的細分數是否能代表精度?

步進電機的細分技術實質上是一種電子阻尼技術（請參考有關文獻），其主要目的是減弱或消除步進電機的低頻振動，提高電機的運轉精度只是細分技術的一個附帶功能。比如對于步進角為1.8° 的兩相混合式步進電機，如果細分驅動器的細分數設置為4，那么電機的運轉分辨率為每個脈沖0.45°，電機的精度能否達到或接近0.45°，還取決于細分驅動器的細分電流控制精度等其它因素。不同廠家的細分驅動器精度可能差別很大；細分數越大精度越難控制。

11.四相混合式步進電機與驅動器的串聯接法和并聯接法有什么區別?

四相混合式步進電機一般由兩相驅動器來驅動，因此，連接時可以采用串聯接法或并聯接法將四相電機接成兩相使用。串聯接法一般在電機轉速較的場合使用，此時需要的驅動器輸出電流為電機相電流的0.7倍，因而電機發熱��；并聯接法一般在電機轉速較高的場合使用（又稱高速接法），所需要的驅動器輸出電流為電機相電流的1.4倍，因而電機發熱較大。

12.如何確定步進電機驅動器的直流供電電源?

A.電壓的確定
混合式步進電機驅動器的供電電源電壓一般是一個較寬的范圍（比如IM483的供電電壓為12～48VDC），電源電壓通常根據電機的工作轉速和響應要求來選擇。如果電機工作轉速較高或響應要求較快，那么電壓取值也高，但注意電源電壓的紋波不能超過驅動器的最大輸入電壓，否則可能損壞驅動器。
B.電流的確定
供電電源電流一般根據驅動器的輸出相電流I來確定。如果采用線性電源，電源電流一般可取I 的1.1～1.3倍；如果采用開關電源，電源電流一般可取I 的1.5～2.0倍。

13.混合式步進電機驅動器的脫機信號FREE一般在什么情況下使用?

當脫機信號FREE為低電平時，驅動器輸出到電機的電流被切斷，電機轉子處于自由狀態（脫機狀態）。在有些自動化設備中，如果在驅動器不斷電的情況下要求直接轉動電機軸（手動方式），就可以將FREE信號置低，使電機脫機，進行手動操作或調節。手動完成后，再將FREE信號置高，以繼續自動控制。

14.如果用簡單的方法調整兩相步進電機通電后的轉動方向?

只需將電機與驅動器接線的A+和A-（或者B+和B-）對調即可。

關于驅動器的細分原理及一些相關說明 
在國外，對于步進系統，主要采用二相混合式步進電機及相應的細分驅動器。 但在國內，廣大用戶對“細分”還不是特別了解，有的只是認為，細分是為了提高精度，其實不然，細分主要是改善電機的運行性能，現說明如下：步進電機的細分控制是由驅動器精確控制步進電機的相電流來實現的，以二相電機為例，假如電機的額定相電流為3A，如果使用常規驅動器（如常用的恒流斬波方式）驅動該電機，電機每運行一步，其繞組內的電流將從0突變為3A或從3A突變到0，相電流的巨大變化，必然會引起電機運行的振動和噪音。如果使用細分驅動器，在10細分的狀態下驅動該電機，電機每運行一微步，其繞組內的電流變化只有0.3A而不是3A，且電流是以正弦曲線規律變化，這樣就大大的改善了電機的振動和噪音，因此，在性能上的優點才是細分的真正優點。由于細分驅動器要精確控制電機的相電流，所以對驅動器要有相當高的技術要求和工藝要求，成本亦會較高。注意，國內有一些驅動器采用“平滑”來取代細分，有的亦稱為細分，但這不是真正的細分，望廣大用戶一定要分清兩者的本質不同：

15．“平滑”并不精確控制電機的相電流，只是把電流的變化率變緩一些，所以“平滑”并不產生微步，而細分的微步是可以用來精確定位的。

16．電機的相電流被平滑后，會引起電機力矩的下降，而細分控制不但不會引起電機力矩的下降，相反，力矩會有所增加。 

17.兩相和五相的混合式步進電機的應用場合有何不同？

問題解答： 
一般來說，兩相電機步距角大，高速特性好,但是存在低速振動區。而五相電機步距角小，低速運行平穩。所以，在對電機的 運轉精度要求較高 ，且主要在中低速段（一般低于600轉/分） 的場合應選用五相電機；反之，若追求電機的高速性能，對精度及平穩性無太多要求的場合應選用成本較低的兩相電機。另外，五相電機的力矩通常在2NM以上，對小力矩的應用，一般采用兩相電機，而低速平穩性的問題可以通過采用細分驅動器的 方式解決。 
和步進電機相比，伺服電機有以下幾點優勢：
1、實現了位置，速度和力矩的閉環控制；克服了步進電機失步
的問題；
2、高速性能好，一般額定轉速能達到2000～3000轉；
3、抗過載能力強，能承受三倍于額定轉矩的負載，對有瞬間負載波動和要求快速起動的場合特別適用；
4、低速運行平穩，低速運行時不會產生類似于步進電機的步進運行現象。適用于有高速響應要求的場合；
5、電機加減速的動態相應時間短，一般在幾十毫秒之內；6、發熱和噪音明顯降低。

    步進電機控制齒輪泵也可以實現精確計量。齒輪泵在輸送粘稠體方面得到了廣泛的應用，例如糖漿、豆沙、白酒、油料、番茄醬等的輸送。目前在對這些物料的計量方面大多使用活塞泵，存在著調整困難、結構復雜、不便維修、功耗大、計量不準等缺點。齒輪泵計量是靠一對齒輪嚙合轉動計量的，物料通過齒與齒的空間被強制從進料口送到出料口。動力來自步進電機，步進電機轉動的位置及速度由可編程控制器控制，計量精度高于活塞泵的計量精度。步進電機適于在低速下運行，當速度加快時，步進電機的噪聲會明顯加大，其它經濟指標會顯著下降。對于轉速比較高的齒輪泵來說，選用升速結構比較好。我們在粘稠體包裝機上開始采用的是步進電機直聯齒輪泵的結構，結果噪聲難以避免，可靠性下降。后來采用直齒輪升速的辦法，降低了步進電機的速度，噪聲得到了控制，可靠性也有所提高，計量
度得到了保證。

三、步進電機在供送包裝膜中的應用

    在制袋、充填、封口為一體的包裝機中，要求包裝用塑料薄膜定位定長供給，無論間歇供給還是連續供給，都可以用步進電機來可靠完成。

1、用于間歇式包裝機

    間歇式包裝機使用步進電機供膜，可靠性可以得到提高。以前的包裝膜供送多采用曲柄連桿機構間歇拉帶的方式，結構復雜，調整困難，特別是當需要更換產品時，不僅調節困難，而且包裝膜浪費很多。采用步進電機與拉帶滾輪直接連接拉帶，不僅結構得到了簡化，而且調節極為方便，只要通過控制面板上的按鈕就可以實現，這樣既節省了調節時間，又節約了包裝材料。在間歇式包裝機中，包裝材料的供送控制可以采用兩種模式：袋長控制模式和色標控制模式。袋長控制模式適用于不帶色標的包裝膜，通過預先設定步進電機轉速的方法實現，轉空比的設定通過撥碼開關就可以實現。色標模式配備有光電開關，光電開關檢測色標的位置，當檢測到色標時，發出控制開關信號，步進電機接到信號后，停止轉動，延時一定時間后，再轉動供膜，周而復始，保證按照色標的位置定長供膜。

2、用于連續式包裝機

    在連續式包裝機中，步進電機是連續轉動的，包裝膜被均勻的連續輸送，當改變袋長時，只需通過撥碼開關就可以實現。

四、步進電機在橫封中的應用

    在連續式包裝機中，橫封是一個很重要的執行機構，也是包裝機中比較復雜的機構之一。特別對于有色標的包裝膜，其封口和切斷位置要求極其嚴格，為了提高切斷的準確性，人們先后研制了偏心鏈輪機構、曲柄導桿機構等，但這些機構都存在著調整十分麻煩、可靠性低的缺點。造成這些缺點的主要原因是工藝要求橫封輪定速橫封和定位切斷。步進電機直接驅動橫封輪可以實現速度同步。連續式包裝機的供膜輪是連續供膜的，橫封時要求橫封的線速度與薄膜供送的速度同步，以免出現撕裂薄膜和薄膜堆積的情況。由于橫封輪的直徑是恒定的，當改變袋長時，就需要通過改變橫封輪的轉速來改變，但是橫封需要一定的時間，就是說橫封輪與薄膜從接觸到離開需要恒定的時間，否則封口不嚴。橫封輪每轉一周的總時間與橫封所需要的時間都是恒定的，要滿足速度同步的要求，可以將步進電機一周內的轉速分成兩部分，一部分首先滿足速度同步的要求，而另外空載
在連續式包裝機中，步進電機是連續轉動的，包裝膜被均勻的連續輸送，當改變袋長時，只需通過撥碼開關就可以實現。

四、步進電機在橫封中的應用

    在連續式包裝機中，橫封是一個很重要的執行機構，也是包裝機中比較復雜的機構之一。特別對于有色標的包裝膜，其封口和切斷位置要求極其嚴格，為了提高切斷的準確性，人們先后研制了偏心鏈輪機構、曲柄導桿機構等，但這些機構都存在著調整十分麻煩、可靠性低的缺點。造成這些缺點的主要原因是工藝要求橫封輪定速橫封和定位切斷。

   步進電機直接驅動橫封輪可以實現速度同步。連續式包裝機的供膜輪是連續供膜的，橫封時要求橫封的線速度與薄膜供送的速度同步，以免出現撕裂薄膜和薄膜堆積的情況。由于橫封輪的直徑是恒定的，當改變袋長時，就需要通過改變橫封輪的轉速來改變，但是橫封需要一定的時間，就是說橫封輪與薄膜從接觸到離開需要恒定的時間，否則封口不嚴。橫封輪每轉一周的總時間與橫封所需要的時間都是恒定的，要滿足速度同步的要求，可以將步進電機一周內的轉速分成兩部分，一部分首先滿足速度同步的要求，而另外空載的部分滿足一周總時間的要求。

    為了實現良好的封口質量，還可以通過步進電機對橫封輪實現非衡速的控制模式，就是在橫封的每一點上都實現速度同步，限于篇幅，這里不再陳述。

   步進電機的特點主要歸于三個方面，一是過載性好。其轉速不受負載大小的影響，不像普通電機，當負載加大時就會出現速度下降的情況，所以步進電機使用在對速度和位置都有嚴格要求的場合；二是控制方便。步進電機是以“步”為單位旋轉的，數字特征比較明顯，這樣就給計算機控制帶來了很大的方便，反過來，計算機的出現也為步進電機開辟了更為廣闊的使用市場；三是整機結構簡單。傳統的機械速度和位置控制結構比較復雜，調整困難，使用步進電機后，使得整機的結構變得簡單和緊湊。

   步進電機在包裝機械中的應用還剛剛開始，原來許多傳統的機械控制方式都可以用步進電機來替代，除了上面介紹的一些用途外，它還在印刷、灌裝、裹包等方面得到了應用，相信在較短的時間內，我國的包裝機械行業定能在步進電機技術的平臺上躍上一個新的水平。
部分滿足一周總時間的要求。

    為了實現良好的封口質量，還可以通過步進電機對橫封輪實現非衡速的控制模式，就是在橫封的每一點上都實現速度同步，限于篇幅，這里不再陳述。

   步進電機的特點主要歸于三個方面，一是過載性好。其轉速不受負載大小的影響，不像普通電機，當負載加大時就會出現速度下降的情況，所以步進電機使用在對速度和位置都有嚴格要求的場合；二是控制方便。步進電機是以“步”為單位旋轉的，數字特征比較明顯，這樣就給計算機控制帶來了很大的方便，反過來，計算機的出現也為步進電機開辟了更為廣闊的使用市場；三是整機結構簡單。傳統的機械速度和位置控制結構比較復雜，調整困難，使用步進電機后，使得整機的結構變得簡單和緊湊。

   步進電機在包裝機械中的應用還剛剛開始，原來許多傳統的機械控制方式都可以用步進電機來替代，除了上面介紹的一些用途外，它還在印刷、灌裝、裹包等方面得到了應用，相信在較短的時間內，我國的包裝機械行業定能在步進電機技術的平臺上躍上一個新的水平。