本文將介紹步進電機的基本特性。

步進電機的基本特性

下圖顯示了步進電機的轉(zhuǎn)矩和速度之間的關(guān)系?？v軸為轉(zhuǎn)矩，橫軸為脈沖頻率。脈沖頻率是指驅(qū)動脈沖的頻率，在步進電機中，通常使用脈沖頻率pps(pulses per second，每秒脈沖數(shù))代替頻率Hz。藍色曲線表示步進電機的“牽入轉(zhuǎn)矩特性”，黃色曲線表示步進電機的“失步轉(zhuǎn)矩特性”。

下面分別介紹每個特性：

■牽入轉(zhuǎn)矩(Pull-in Torque)特性

“牽入轉(zhuǎn)矩特性”也稱為“啟動轉(zhuǎn)矩特性”，表示可以使停止?fàn)顟B(tài)的步進電機啟動的頻率(脈沖頻率)與負(fù)載轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系。牽入轉(zhuǎn)矩曲線內(nèi)的區(qū)域稱為“自啟動區(qū)域”，是可以啟動、停止和反轉(zhuǎn)的區(qū)域。另外，將負(fù)載轉(zhuǎn)矩為零的頻率=可以啟動步進電機的極限頻率稱為“最大自啟動頻率”。如圖所示，頻率越高，可啟動的負(fù)載轉(zhuǎn)矩越低。

■失步轉(zhuǎn)矩(Pull-out Torque)特性

“失步轉(zhuǎn)矩特性”也稱為“連續(xù)特性”或“牽出轉(zhuǎn)矩特性”。表示在自啟動后增加負(fù)載轉(zhuǎn)矩時可以繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的頻率。因此，其值高于牽入轉(zhuǎn)矩特性的值。步進電機可以連續(xù)運行的極限稱為“最大連續(xù)運行頻率”。與牽入轉(zhuǎn)矩特性一樣，失步轉(zhuǎn)矩特性也是負(fù)載轉(zhuǎn)矩會隨著脈沖頻率的增加而降低。

■保持轉(zhuǎn)矩(Holding Torque)

步進電機在通電狀態(tài)下，在步進電機停止時即使施加外力，電機也試圖通過轉(zhuǎn)子與定子之間的吸引力來保持停止位置，這種保持力稱為“保持轉(zhuǎn)矩”。在上圖中，即工作頻率(脈沖頻率)為零、也就是停止?fàn)顟B(tài)下的轉(zhuǎn)矩。

順便提一下，步進電機的轉(zhuǎn)矩之所以隨著工作頻率的增加而減小，是因為受繞線電感影響，電流難以在高頻條件下流動。

另外，步進電機的牽入轉(zhuǎn)矩特性和失步轉(zhuǎn)矩特性會因勵磁方法和驅(qū)動電路而異。因此，對步進電機的特性研究中，需要進行包括驅(qū)動方法和電路在內(nèi)的整體評估。

審核編輯：湯梓紅