1、n5.1 伺服电动机n5.2 力矩电动机n5.3 小功率同步电动机n5.4 步进电动机n5.5 测速发电机n5.6 自整角机n5.7 直线电动机第第 5 5 章章 控制电机与特种电机控制电机与特种电机第第 5 5 章章 控制电机与特种电机控制电机与特种电机n定义：定义：用于自动控制、自动调节、远距用于自动控制、自动调节、远距离测量的特微（小功率）电机。离测量的特微（小功率）电机。n分类：分类：测量元件、放大元件、执行元件、测量元件、放大元件、执行元件、校正元件。校正元件。n作用：作用：完成控制信号的传递和变换。完成控制信号的传递和变换。n特点：特点：性能稳定可靠，动作灵敏，精度性能稳定可靠，动
2、作灵敏，精度高，体积小。高，体积小。5.1 伺服电动机5.1.1 5.1.1 直流伺服电动机（直流伺服电动机（1 1600W600W） 它的基本结构和工作原理与普通直流他励它的基本结构和工作原理与普通直流他励电动机相同，不同点只是他做得比较细长一些，电动机相同，不同点只是他做得比较细长一些，以满足快速响应的要求以满足快速响应的要求。 5.1.1 5.1.1 直流伺服电动机直流伺服电动机n直流伺服电动机电原理图0023.13caeetURnTnKTnnKK K5.1.1 5.1.1 直流伺服电动机直流伺服电动机1. 控制方式控制方式l电枢控制电枢控制（改变控（改变控制电压）制电压）响应迅响应迅速
3、、机械特性硬，调速、机械特性硬，调速线性度好，应用较速线性度好，应用较多。多。 l磁场控制磁场控制（改变磁（改变磁通通 ）不适合永不适合永磁伺服电机。磁伺服电机。5.1.1 5.1.1 直流伺服电动机直流伺服电动机 2. 运行特性运行特性 1）机械特性机械特性 当控制电压当控制电压Ua0时，电动机立即停时，电动机立即停止，因此，无自转现象。止，因此，无自转现象。 2）调节特性调节特性 调节特性为一上翘的直线。调节特性为一上翘的直线。 n =k1Ua A Ua0是电动机处在待动而又未动临界是电动机处在待动而又未动临界状态时的控制电压，称为始动电压，负状态时的控制电压，称为始动电压，负载转矩越大，
4、始动电压越高。而且控制载转矩越大，始动电压越高。而且控制电压从电压从 0 到到Ua0 一段范围内，电机不转一段范围内，电机不转动，称为电动机的死区。动，称为电动机的死区。 5.1.1 5.1.1 直流伺服电动机直流伺服电动机n直流伺服电动机特点和应用范围种类励磁方式产品型号机构特点性能特点适用范围一般直流伺服电动机电磁或永磁SZ或SY与普通直流电动机相同，但电枢铁心长度与直径之比大一些，气隙较小。具有下垂的机械和线性的调节特性，对控制信号的响应快速。一般直流伺服系统无槽电枢直流伺服电动机电磁或永磁SWC电枢铁心为光滑圆柱体，电枢绕组用环氧树脂粘在电枢铁心表面，气隙较大。具有一般直流伺服电动机的
5、特点，而且转动惯量和机电时间常数小，换向良好。需要快速动作、功率较大的直流伺服系统。空心杯形电枢直流伺服电动机永磁SYK电枢绕组用环氧树脂浇注成杯型，置于内、外定子之间，内、外定子分别用软磁材料和永磁材料做成。具有一般直流伺服电动机的特点，且转动惯量和机电时间常数小，低速运转平滑，换向好。需要快速动作的直流伺服系统。印刷绕组直流伺服电动机永磁SN在圆盘形绝缘薄板上印制裸露的绕组构成电枢，磁极轴向安装。转动惯量小，机电时间常数小，低速运行性能好。低速和启动、反转频繁的控制系统。无刷直流伺服电动机永磁SW由晶体管开关电路和位置传感器代替电刷和换向器，转子用永久磁铁做成，电枢绕组在定子上，且做成多相
6、式。既保持了一般直流伺服电动机的优点，又克服了换向器和电刷带来的缺点。寿命长，噪音低。要求噪音低、对无线电不产生干扰的控制系统。5.1.2 低惯量直流伺服电动机1.空心杯转子直流伺服电动机空心杯转子直流伺服电动机 空心杯转子直流伺服电动机的特点空心杯转子直流伺服电动机的特点是惯量低；灵敏度高，时间常数很小；是惯量低；灵敏度高，时间常数很小； 损耗小，效率高；力矩波动小，低速转损耗小，效率高；力矩波动小，低速转动平稳，噪音很小；换向性能好，寿命动平稳，噪音很小；换向性能好，寿命长。多用于高精度自动控制系统及测量长。多用于高精度自动控制系统及测量装置等设备中。装置等设备中。5.1.2 低惯量直流伺
7、服电动机2.印制绕组直流伺服电动机印制绕组直流伺服电动机 印制绕组直流伺服电动机的转子呈印制绕组直流伺服电动机的转子呈薄片圆盘状，用印刷电路制成双面电枢薄片圆盘状，用印刷电路制成双面电枢绕组，磁极轴向安装。其特点是结构简绕组，磁极轴向安装。其特点是结构简单，制造成本低；起动转矩大；力矩波单，制造成本低；起动转矩大；力矩波动很小，低速运行稳定；换向性能好；动很小，低速运行稳定；换向性能好；电枢转动惯量小，反应快。电枢转动惯量小，反应快。5.1.2 低惯量直流伺服电动机3.无槽电枢直流伺服电动机无槽电枢直流伺服电动机 无槽电枢直流伺服电动机的电枢铁无槽电枢直流伺服电动机的电枢铁心是光滑、无槽的圆柱
8、体。其特点是转心是光滑、无槽的圆柱体。其特点是转动惯量低；起动转矩大；反应快；低速动惯量低；起动转矩大；反应快；低速运行均匀；换向性能良好。运行均匀；换向性能良好。 5.1.3 5.1.3 交流伺服电动机交流伺服电动机 改变控制电压的改变控制电压的大小大小和和相位（或极性）相位（或极性）就可以改变伺服电动机的就可以改变伺服电动机的转速转速和和转向转向。 特点：特点：调速范围广；状态（启动、停调速范围广；状态（启动、停止）变换快；控制功率小，过载能力强，止）变换快；控制功率小，过载能力强，可靠性好。（可靠性好。（0.1100W） 5.1.3 5.1.3 交流伺服电动机交流伺服电动机n 1. 两相
9、交流伺服电动机的结构控制绕组励磁绕组 交流伺服电机实物图5.1.3 5.1.3 交流伺服电动机交流伺服电动机n 2. 基本工作原理fici060fnp5.1.3 5.1.3 交流伺服电动机交流伺服电动机n自转现象0,CU当旋转磁场脉动磁场自转现象 5.1.3 5.1.3 交流伺服电动机交流伺服电动机n消除自转现象的措施使转子导条具有较大的电阻使转子导条具有较大的电阻 5.1.3 5.1.3 交流伺服电动机交流伺服电动机n消除自转现象的措施脉动磁场脉动磁场合成曲线5.1.3 5.1.3 交流伺服电动机交流伺服电动机n消除自转现象的措施5.1.3 5.1.3 交流伺服电动机交流伺服电动机3. 控制
10、方式1）幅值控制；2）相位控制；3）幅值-相位控制。 5.1.3 5.1.3 交流伺服电动机交流伺服电动机n两相交流伺服电动机两相交流伺服电动机性能特点性能特点, ,应用范围应用范围种类种类型号型号结构特点结构特点性能特点性能特点应用范围应用范围鼠笼式转子鼠笼式转子SLSL 类似于普通鼠笼转子但细长，电阻率高 励磁电流小 体积小 机械强度高 低速不稳定 速度有抖动小功率的自动控制系统空心杯转子空心杯转子SKSK 薄壁圆筒形，放于内外定子之间 励磁电流大 体积大 转动惯量小 运行平滑 无抖动现象要求运行平滑的系统5.1.3 5.1.3 交流伺服电动机交流伺服电动机 应用举例 雷达天线中扫描天线的
11、旋转雷达天线中扫描天线的旋转5.1.4 交/直流伺服电动机的性能比较 1. 机械特性和调节特性机械特性和调节特性n直流伺服电动机的机械特性和调节特性都直流伺服电动机的机械特性和调节特性都是线性的，且在不同控制电压下机械特性是线性的，且在不同控制电压下机械特性是平行的，斜率不变。是平行的，斜率不变。n两相感应伺服电动机的机械特性和调节特两相感应伺服电动机的机械特性和调节特性都是非线性的，且其线性化机械特性的性都是非线性的，且其线性化机械特性的斜率随控制电压的变化而变化，这会在一斜率随控制电压的变化而变化，这会在一定程度上影响系统的动态精度。定程度上影响系统的动态精度。n直流伺服电机的特性较交流伺
12、服电机硬，直流伺服电机的特性较交流伺服电机硬，通常应用于功率稍大的系统中，如随动系通常应用于功率稍大的系统中，如随动系统中的位置控制等。统中的位置控制等。 5.1.4 交/直流伺服电动机的性能比较 2. 动态响应动态响应 由于直流伺服电动机转子上有电枢绕组和由于直流伺服电动机转子上有电枢绕组和换向器等，转动惯量要比两相感应伺服电换向器等，转动惯量要比两相感应伺服电动机大得多。但由于直流伺服电动机的机动机大得多。但由于直流伺服电动机的机械特性比两相感应伺服电动机硬得多，若械特性比两相感应伺服电动机硬得多，若空载转速相同，直流伺服电动机的堵转转空载转速相同，直流伺服电动机的堵转转矩要大得多。因此，
13、它们的动态响应时间矩要大得多。因此，它们的动态响应时间常数相差不多。常数相差不多。5.1.4 交/直流伺服电动机的性能比较3. “自转自转”现象现象 对于两相感应伺服电动机，若参数选择不对于两相感应伺服电动机，若参数选择不当或制造工艺不良，可能会使电动机产生当或制造工艺不良，可能会使电动机产生“自转自转”现象，而直流伺服电动机却不存现象，而直流伺服电动机却不存在该问题。在该问题。 5.1.4 交/直流伺服电动机的性能比较4. 体积、重量和效率体积、重量和效率 为了满足控制系统对电机性能的要求，两相感为了满足控制系统对电机性能的要求，两相感应伺服电动机的转子电阻很大，因此其损耗大、应伺服电动机的
14、转子电阻很大，因此其损耗大、效率低。而且常运行在椭圆形旋转磁场下，负效率低。而且常运行在椭圆形旋转磁场下，负序电流和反向旋转磁场的存在，一方面产生制序电流和反向旋转磁场的存在，一方面产生制动转矩，使电磁转矩减小，另一方面也进一步动转矩，使电磁转矩减小，另一方面也进一步增加了电机的损耗，降低了电机的利用率。因增加了电机的损耗，降低了电机的利用率。因此此当输出功率相同当输出功率相同时，两相感应伺服电动机要时，两相感应伺服电动机要比直流伺服电动机体积大、重量重、效率低，比直流伺服电动机体积大、重量重、效率低，所以它只适用于较小功率的场合，对于功率较所以它只适用于较小功率的场合，对于功率较大的控制系统
15、，则较多地采用直流伺服电动机。大的控制系统，则较多地采用直流伺服电动机。5.1.4 交/直流伺服电动机的性能比较5. 结构复杂性、运行可靠性及对系统的干扰结构复杂性、运行可靠性及对系统的干扰 直流伺服电动机由于存在电刷和换向器，直流伺服电动机由于存在电刷和换向器，使电机结构复杂，维护比较麻烦；由于电使电机结构复杂，维护比较麻烦；由于电刷和换向器的滑动接触，增加了电动机的刷和换向器的滑动接触，增加了电动机的阻转矩，并且会影响电机运行的稳定性；阻转矩，并且会影响电机运行的稳定性；存在换向火花问题，会对其它仪器和无线存在换向火花问题，会对其它仪器和无线电通讯等产生干扰。电通讯等产生干扰。 两相感应伺
16、服电动机结构简单，运行可靠，两相感应伺服电动机结构简单，运行可靠，维护方便，使用寿命长，特别适宜于在不维护方便，使用寿命长，特别适宜于在不易检修的场合使用。易检修的场合使用。5.4 步进电动机步进电动机n步进电动机是将电脉冲控制信号转换成机械角位移的步进电动机是将电脉冲控制信号转换成机械角位移的执行元件。执行元件。n它每接受一个电脉冲，其转子就转过一个相应的步距它每接受一个电脉冲，其转子就转过一个相应的步距角。转子角位移的大小及转速分别与输入的电脉冲数角。转子角位移的大小及转速分别与输入的电脉冲数及其频率成正比，并在时间上与输入脉冲同步，只要及其频率成正比，并在时间上与输入脉冲同步，只要控制输
17、入电脉冲的数量、频率以及电机绕组通电相序，控制输入电脉冲的数量、频率以及电机绕组通电相序，即获得所需的转角、转速及转向。即获得所需的转角、转速及转向。n基本要求基本要求：在电脉冲的控制下，步进电动机能迅速起：在电脉冲的控制下，步进电动机能迅速起动、正反转、制动和停车；调速范围宽广；步进电动动、正反转、制动和停车；调速范围宽广；步进电动机的步距角要小，步距精度要高，不丢步不越步；工机的步距角要小，步距精度要高，不丢步不越步；工作频率高、响应速度快。作频率高、响应速度快。5.4.1 基本工作原理n反应式步进电动机反应式步进电动机n永磁式步进电动机永磁式步进电动机n混合式步进电动机混合式步进电动机5
18、.4.1 基本工作原理 1反应式步进电动机（可变磁阻式）反应式步进电动机（可变磁阻式） 利用磁阻转矩使转子转动。其结构形式通常分为单段利用磁阻转矩使转子转动。其结构形式通常分为单段式和多段式两种。可以做成二相、三相、四相、五相或更式和多段式两种。可以做成二相、三相、四相、五相或更多的相数。多的相数。 三相反应式：三相反应式：定子上有六个极，每个极上装有控制绕定子上有六个极，每个极上装有控制绕组，每相对的两极组成一相。转子上有四个均匀分布的齿，组，每相对的两极组成一相。转子上有四个均匀分布的齿，其上设有绕组其上设有绕组。l当当A相控制绕组通电时，转子在磁场力的作用下与定子齿对齐，相控制绕组通电时
19、，转子在磁场力的作用下与定子齿对齐，即转子齿即转子齿l、3和定子齿和定子齿A、A对齐，如图（对齐，如图（a）所示。）所示。l若切断若切断A相，同时接通相，同时接通B相，在磁场力作用下转子转过相，在磁场力作用下转子转过30，转，转子齿子齿2、4与定于齿与定于齿B、B对齐，如图（对齐，如图（b）所示。）所示。l如再使如再使B相断电，同时相断电，同时C相控制绕组通电，转子又转过相控制绕组通电，转子又转过30，使，使转子齿转子齿1、3与定子齿与定子齿C、C对齐，如图对齐，如图(c)所示。所示。l如此循环往复，并按如此循环往复，并按ABCA顺序通电，步进电机便按一定顺序通电，步进电机便按一定方向转动。电
20、机的转速取决于控制统组接通和断开的变化频率。方向转动。电机的转速取决于控制统组接通和断开的变化频率。若改变通电顺序，即若改变通电顺序，即ACBA，则电机反向转动。上述通电，则电机反向转动。上述通电方式称为三相单三拍，这里方式称为三相单三拍，这里“拍拍”指定子控制绕组每改变一次通指定子控制绕组每改变一次通电方式，为一拍；电方式，为一拍；“单单”指每次只有一相控制绕组通电；指每次只有一相控制绕组通电；“三拍三拍”指经过三次切换控制绕组的通电状态为一个循环指经过三次切换控制绕组的通电状态为一个循环。 n三相步进电机除上述通电方式外，还有三相单双六拍三相步进电机除上述通电方式外，还有三相单双六拍通电方
21、式，通电顺序为通电方式，通电顺序为AABBBCCCAA或或 AACCCBBBAA，这里，这里“AB” 表示表示 A、B两相同时通电，依此类推。两相同时通电，依此类推。n采用这种通电方式时，当采用这种通电方式时，当A相控制绕组单独通电时，转子齿相控制绕组单独通电时，转子齿l、3和定子齿和定子齿A、A对齐，如图对齐，如图(a)所示。所示。n当当A、B相控制绕组同时通电时，转子齿相控制绕组同时通电时，转子齿2、4在定子极在定子极B、B的吸引下使转的吸引下使转子沿顺时针方向转动，直至转子齿子沿顺时针方向转动，直至转子齿l、3和定子极和定子极A、A之间的作用力与转子之间的作用力与转子齿齿2、4和定子极和
22、定子极B、B之间的作用力相平衡为止，如图之间的作用力相平衡为止，如图(b)所示。所示。n当断开当断开A相控制绕组而由相相控制绕组而由相B控制绕组通电时，转子将继续沿顺时针方向转控制绕组通电时，转子将继续沿顺时针方向转过一个角度，转子齿过一个角度，转子齿2、4和定子极和定子极B、B对齐，如图对齐，如图(c)所示，依此类推所示，依此类推。5.4.1 基本工作原理 由上所述，同一台三相步进电动机由于通电方式不由上所述，同一台三相步进电动机由于通电方式不同，运行的步距角也不同。单三拍通电方式时，步距同，运行的步距角也不同。单三拍通电方式时，步距角为角为30，而采用六拍通电方式时，步距角为，而采用六拍通
23、电方式时，步距角为15，因为该方式下转子在两相定极同时通电时存在一个中因为该方式下转子在两相定极同时通电时存在一个中间状态。可见采用单双拍通电方式时，步距角要比单间状态。可见采用单双拍通电方式时，步距角要比单拍电方式时减小一半。拍电方式时减小一半。 电机在脉冲频率一定时，电机的相数和转子的齿数电机在脉冲频率一定时，电机的相数和转子的齿数越多，则步距角越多，则步距角s就越小，转速也越低。就越小，转速也越低。 5.4.1 基本工作原理步进电动机的步距角步进电动机的步距角 C为通电状态系数，当采用单拍方式时，为通电状态系数，当采用单拍方式时，Cl；而采用单双；而采用单双拍方式时，拍方式时，C2。m为
24、步进电机的相数；为步进电机的相数；Zr为步进电机转子为步进电机转子齿数。齿数。步进电动机的转速步进电动机的转速若步进电机通电的脉冲频率为若步进电机通电的脉冲频率为f（每秒的拍数），则步进电（每秒的拍数），则步进电机的速度为机的速度为 式中式中 f 为频率，为频率， n为转速。为转速。360srmZ CmZrCfn605.4.1 基本工作原理2永磁式步进电动机永磁式步进电动机n一般将转子使用永磁材料的步进电动机称作永磁一般将转子使用永磁材料的步进电动机称作永磁式步进电动机。通常转子为一对极或几对极的星式步进电动机。通常转子为一对极或几对极的星形磁钢，定子上绕有二相或多相绕组，定子每相形磁钢，定子
25、上绕有二相或多相绕组，定子每相的轴线对应于转子的轴线。的轴线对应于转子的轴线。n增加转子的磁极数及定子的齿数可以减小步距角，增加转子的磁极数及定子的齿数可以减小步距角，但转子要制成但转子要制成NS相间的多对磁极是较困难的，相间的多对磁极是较困难的，同时定子极数及绕组线圈数也必须相应增加，这同时定子极数及绕组线圈数也必须相应增加，这将受到定子空间的限制，因此永磁式步进电动机将受到定子空间的限制，因此永磁式步进电动机的步距角都较大。的步距角都较大。5.4.1 基本工作原理3混合式步进电动机混合式步进电动机n混合式步进电动机是在永磁和变磁阻原理共同混合式步进电动机是在永磁和变磁阻原理共同作用下运转的
26、，故称为混合式或永磁感应式步作用下运转的，故称为混合式或永磁感应式步进电动机。进电动机。n通常转子装有一个轴向磁化永磁体用以产生一通常转子装有一个轴向磁化永磁体用以产生一个单向磁场，其中一段经永磁体磁化为个单向磁场，其中一段经永磁体磁化为S极，极，另一段磁化成另一段磁化成N极。定子的齿距和转子的齿距极。定子的齿距和转子的齿距相同。它与反应式的主要区别是转子上置有磁相同。它与反应式的主要区别是转子上置有磁钢。反应式电机转子无磁钢，输入能量全靠定钢。反应式电机转子无磁钢，输入能量全靠定子励磁电流供给，静态电流比永磁式大许多。子励磁电流供给，静态电流比永磁式大许多。n永磁感应子式电机具有驱动电流小、
27、效率高、永磁感应子式电机具有驱动电流小、效率高、过载能力强等优点，是一种很有发展前途的步过载能力强等优点，是一种很有发展前途的步进电动机。进电动机。5.4.2 步进电动机的特点1步进电动机受数字脉冲信号控制，输出角步进电动机受数字脉冲信号控制，输出角位移与输入脉冲数成正比。位移与输入脉冲数成正比。2步进电动机的转速与输入的脉冲频率成正步进电动机的转速与输入的脉冲频率成正比。比。3步进电动机的转向可以通过改变通电顺序步进电动机的转向可以通过改变通电顺序来改变。来改变。4步进电动机具有自锁能力，一旦停止输入步进电动机具有自锁能力，一旦停止输入脉冲，只要维持绕组通电，电动机就可以脉冲，只要维持绕组通
28、电，电动机就可以保持在该固定位置。保持在该固定位置。5易于直接与微机的易于直接与微机的I/O接口，构成开环位接口，构成开环位置伺服系统。置伺服系统。5.4.2 步进电动机的特点6步进电动机工作状态不易受各种干扰因步进电动机工作状态不易受各种干扰因素（如电源电压的波动、电流的大小与波素（如电源电压的波动、电流的大小与波形的变化、温度等）影响，只要干扰未引形的变化、温度等）影响，只要干扰未引起步进电动机产生起步进电动机产生“丢步丢步”，就不会影响，就不会影响其正常工作。其正常工作。7步进电动机的步距角有误差，转子转过步进电动机的步距角有误差，转子转过一定步数以后也会出现累积误差，但转子一定步数以后
29、也会出现累积误差，但转子转过一转以后，其累积误差为转过一转以后，其累积误差为“零零”，不，不会长期积累。会长期积累。n步进电动机被广泛应用于开环控制结构的步进电动机被广泛应用于开环控制结构的机电一体化系统，使系统简化，并可靠地机电一体化系统，使系统简化，并可靠地获得较高的位置精度。获得较高的位置精度。 5.4.3 步进电动机的主要性能指标和应用1步进电动机的主要性能指标（1）矩角特性及最大静转矩）矩角特性及最大静转矩 矩角特性矩角特性是控制绕组通电状态不变时，电磁转矩与转是控制绕组通电状态不变时，电磁转矩与转子偏转角的关系，即静态转矩与失调角的关系子偏转角的关系，即静态转矩与失调角的关系 。
30、最大静转矩最大静转矩是指在规定的通电相数下矩角特性上的转是指在规定的通电相数下矩角特性上的转矩最大值。步进电动机的负载转矩必须小于最大静转矩，矩最大值。步进电动机的负载转矩必须小于最大静转矩，一般只能是最大静转矩的一般只能是最大静转矩的30%50%。 按最大静转矩的大小可把步进电动机分为按最大静转矩的大小可把步进电动机分为伺服步进电动伺服步进电动机机和和功率步进电动机功率步进电动机。伺服步进电动机的输出转矩较小，。伺服步进电动机的输出转矩较小，有时需要经过液压力矩放大器或伺服功率放大系统放大有时需要经过液压力矩放大器或伺服功率放大系统放大后再去带动负载。而功率步进电动机可直接带动负载，后再去带
31、动负载。而功率步进电动机可直接带动负载，使系统简化，传动精度提高。使系统简化，传动精度提高。5.4.3 步进电动机的主要性能指标和应用1步进电动机的主要性能指标（2）步距角及步距角精度）步距角及步距角精度 步距角步距角是指输入一个电脉冲转子转过的角度。步距角是指输入一个电脉冲转子转过的角度。步距角的大小直接影响步进电动机的起动频率和运行频率。相的大小直接影响步进电动机的起动频率和运行频率。相同尺寸的步进电动机，同尺寸的步进电动机，步距角小的起动、运行频率较高步距角小的起动、运行频率较高。 步距角精度步距角精度是指步进电机每转过一个步距角的实际值与是指步进电机每转过一个步距角的实际值与理论值的误
32、差，用百分比表示：误差理论值的误差，用百分比表示：误差/步距角步距角100%。不同运行拍数其值不同。不同运行拍数其值不同。（3）起动频率和起动的矩频特性）起动频率和起动的矩频特性 起动频率起动频率是指步进电动机能够不失步起动的最高脉冲是指步进电动机能够不失步起动的最高脉冲频率。技术数据中给出空载和负载起动频率。实际使用频率。技术数据中给出空载和负载起动频率。实际使用时，大多是在负载情况下起动，所以又给出时，大多是在负载情况下起动，所以又给出起动的矩频起动的矩频特性特性，以便确定负载起动频率。，以便确定负载起动频率。5.4.3 步进电动机的主要性能指标和应用1步进电动机的主要性能指标（4）运行频
33、率和运行矩频特性）运行频率和运行矩频特性 运行频率运行频率是指步进电动机起动后，控制脉冲频率连续是指步进电动机起动后，控制脉冲频率连续上升而不失步的最高频率。通常在技术数据中也给出上升而不失步的最高频率。通常在技术数据中也给出空载和负载运行频率，运行频率的高低与负载阻转矩空载和负载运行频率，运行频率的高低与负载阻转矩的大小有关，所以又给出了的大小有关，所以又给出了运行矩频特性运行矩频特性。 步进电动机的最大动态转矩和脉冲频率的关系，称为步进电动机的最大动态转矩和脉冲频率的关系，称为矩频特性矩频特性。矩频特性表明，在一定控制脉冲频率范围。矩频特性表明，在一定控制脉冲频率范围内，随频率升高，电机的
34、功率和转速都相应地提高，内，随频率升高，电机的功率和转速都相应地提高，超出该范围则随频率升高转矩下降，步进电动机带负超出该范围则随频率升高转矩下降，步进电动机带负载的能力也逐渐下降，到某一频率以后，就带不动任载的能力也逐渐下降，到某一频率以后，就带不动任何负载，而且只要受到一个很小的扰动，就会振荡、何负载，而且只要受到一个很小的扰动，就会振荡、失步以至停转。失步以至停转。 步进电动机矩角特性步进电动机矩角特性/矩频特性矩频特性步进电动机矩角特性步进电动机矩频特性5.4.3 步进电动机的主要性能指标和应用2使用步进电动机时应注意的几个问题使用步进电动机时应注意的几个问题（1）驱动电源的优劣对步进
35、电动机控制系统的运）驱动电源的优劣对步进电动机控制系统的运行影响极大，使用时要特别注意，需根据运行要行影响极大，使用时要特别注意，需根据运行要求，尽量采用先进的驱动电源，以满足步进电动求，尽量采用先进的驱动电源，以满足步进电动机的运行性能。机的运行性能。（2）若所带负载转动惯量较大，则应在低频下启）若所带负载转动惯量较大，则应在低频下启动，然后再上升到工作频率，停车时也应从工作动，然后再上升到工作频率，停车时也应从工作频率下降到适当频率再停车。频率下降到适当频率再停车。（3） 在工作过程中，应尽量避免由于负载突变而在工作过程中，应尽量避免由于负载突变而引起的误差。引起的误差。（4）若在工作中发生失步现象，首先，应检查负）若在工作中发生失步现象，首先，应检查负载是否过大，电源电压是否正常，再检查驱动电载是否过大，电源电压是否正常，再检查驱动电源输出波形是否正常，在处理问题时不应随意变源输出波形是否正常，在处理问题时不应随意变换元件。换元件。
