技術(shù)參數(shù)與術(shù)語
? 負載
力矩負載 (Tf) Tf = G * r G: 負載重量 r: 半徑 |  | 慣量負載 (TJ) TJ = J * dw/dt J = M * (R12+R22) / 2 (Kg * cm) M: 負載質(zhì)量 R1: 外圈半徑 R2: 內(nèi)圈半徑 dw/dt: 角加速度 |  |
? 速度-力矩曲線
速度-力矩曲線是步進電機輸出特性的重要表現(xiàn)形式。
A. 工作頻率點
電機在某一點的轉(zhuǎn)速值。
速率：
n = q * Hz / (360 * D)
n: 轉(zhuǎn)/秒
Hz: 頻率值
D: 驅(qū)動電路細分值
q: 步距角
步距角1.8°的步進電機，在 1/2 細分驅(qū)動方式下 (即每步 0.9°) 、 工作頻率 500Hz 時的轉(zhuǎn)速為1.25r/s.
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B. 自啟動區(qū)域: 步進電機可以直接啟動和停止的區(qū)域。
C. 連續(xù)運行區(qū)域: 在該區(qū)域內(nèi)，電機無法直接啟動或停止。電機在該區(qū)域內(nèi)運行必須先經(jīng)過自啟動區(qū)域，然后經(jīng) 過加速達到該工作區(qū)域運行。同理，電機在該區(qū)域內(nèi)也無法直接制動，否則容易造成電機失步， 必須先經(jīng)過減速到達自啟動區(qū)域內(nèi)再制動。
D. 最高啟動頻率: 空載情況下，已勵磁電機直接啟動而不丟步的最高脈沖頻率。
E. 最高運行頻率: 空載情況下，已勵磁電機運行而不丟步的最高脈沖頻率。
F. 啟動力矩/牽入力矩: 已勵磁電機能以某一固定的頻率啟動和同步運行而不丟步的最大轉(zhuǎn)矩。
G. 運行力矩/牽出力矩: 在規(guī)定的驅(qū)動條件下，按照給定脈沖頻率，可加給已驅(qū)動電機轉(zhuǎn)軸上而不是電機丟步的最大轉(zhuǎn)矩。
? 加速/減速運動控制
當電機運行頻率點在速度-力矩曲線的連續(xù)運行區(qū)域
內(nèi)時，如何縮短電機啟動或停止時的加速或減速時
間，使電機更長時間地運行在最佳速度狀態(tài)，從而
提高電機的有效運行時間是非常關(guān)鍵的。 如右圖所示，步進電機的動態(tài)力矩特性曲線，低速
運行時曲線為水平直線狀態(tài)；高速運行時，由于受
到電感的影響，曲線發(fā)生了指數(shù)下降。 |  |
A. 低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下的直線加速運行
已知電機負載為TL，假設想從F0 在最短時間 (tr)
內(nèi)加速到 F1，如何來計算最短時間 tr ?
(1) 通常情況下 TJ = 70%Tm
(2) tr = 1.8 * 10 -5 * J * q * (F1-F0)/(TJ-TL)
(3) F (t) = (F1-F0) * t/tr + F0, 0 |  |
B. 高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下的指數(shù)加速運行
(1) 通常情況下
TJ0 = 70%Tm0,
TJ1 = 70%Tm1,
TL = 60%Tm1
(2). tr = F4 * In [(TJ0-TL)/(TJ1-TL)]
(3). F (t) = F2 * [1 – e^(-t/F4)] + F0, 0F2 = (TL-TJ0) * (F1-F0)/(FJ1-TJ0)
F4 = 1.8 * 10-5 * J * q * F2/(TJ0-TL) | 
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備注：J 表示電機轉(zhuǎn)子加負載時的轉(zhuǎn)動慣量。q 表示每一步的轉(zhuǎn)動角度，在整部驅(qū)動時就是指電機的步距角。
在減速運行時，只需將上述的加速脈沖頻率反轉(zhuǎn)過來計算就可以了。
? 振動與噪音
一般來講，步進電機在空載運行情況下，當電機的運行頻率接近或等于電機轉(zhuǎn)子的固有頻率時 會發(fā)生共振，嚴重的會發(fā)生失步現(xiàn)象。
針對共振的幾種解決方案:
A. 避開振動區(qū),使電機的工作頻率不落在振動范圍內(nèi)。
B. 采用細分的驅(qū)動模式，使用微步驅(qū)動模式，將原來的一步細分為多步運行，提高電機的每步分辨率，從而降低振動。這可以 通過調(diào)整電機的相電流比來實現(xiàn)的。微步并不會增加步距角精確度，卻能使電機運行更加平穩(wěn)，噪 音更小。一般電機在半步運行時，力矩會比整步時小15%，而采用正弦波電流控制時，力矩將減小 30%。
