1.1步進電機的介紹

步進電機的控制是通過程序產生控制脈沖，驅動硬件電路。

在不超載的情況下電機的轉速和停止位置只取決于脈沖信號的頻率和數量;

步進電機的脈沖與步進旋轉的角度成正比，脈沖的頻率與步進的轉速成正比，所以可以很好的從源頭控制信號的輸出;且步進電機只有周期性的誤差，使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。

1.2工作原理

通常步進電機的轉子為永磁體，當電流流過定子繞組時，定子繞組產生一矢量磁場。磁場會帶動轉子旋轉一定的角度，使得轉子的一對磁場方向與定子的磁場方向一致。當定子的矢量磁場旋轉一個角度。轉子也隨著該磁場轉步距角。

每輸入一個電脈沖，電動機轉動一個角度前進一步。

它輸出的角位移與輸入的脈沖數成正比、轉速與脈沖頻率成正比。

改變繞組通電的順序，電機就會反轉。

所以可用控制脈沖數量、頻率及電動機各相繞組的通電順序來控制步進電機的轉動。

?1.3靜態指標

相數︰步進電機中線圈的組數，相數決定步距角，兩相步進電機步距角為1.8°，三相的步進電機步距角為1.5°，相數越多的步進電機，其步距角就越小。

拍數︰完成一個磁場周期性變化所需脈沖數或導電狀態用n表示，或指電機轉過一個齒距角所需脈沖數，以四相電機為例，有四相四拍運行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍運行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。

步距角:一個脈沖信號所對應的電機轉動的角度，可以簡單理解為一個脈沖信號驅動的角度，電機上都有寫，一般42步進電機的步距角為1.8°

定位轉矩:電機在不通電狀態下，電機轉子自身的鎖定力矩（由磁場齒形的諧波以及機械誤差造成的)。

靜轉矩:電機在額定靜態電壓作用下，電機不作旋轉運動時，電機轉軸的鎖定力矩。此力矩是衡量電機體積的標準，與驅動電壓及驅動電源等無關。

1.4動態指標

·步距角精度︰步進電機轉動一個步距角度的理論值與實際值的誤差。用百分比表示∶誤差/步距角*100%。

·失步:電機運轉時運轉的步數，不等于理論上的步數。也可以叫做丟步，一般都是因負載太大或者是頻率過快。

·失調角︰轉子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機運轉必存在失調角，由失調角產生的誤差，采用細分驅動是不能解決的。

·最大空載起動頻率:在不加負載的情況下，能夠直接起動的最大頻率。·最大空載的運行頻率:電機不帶負載的最高轉速頻率。

·運行轉矩特性︰電機的動態力矩取決于電機運行時的平均電流（而非靜態電流)，平均電流越大，電機輸出力矩越大，即電機的頻率特性越硬。

·電機正反轉控制:通過改變通電順序而改變電機的正反轉。

1.5主要特點

1.步進電機的精度大概為步距角的3-5%，且不會積累

2.步進電機的外表允許的最高溫度:一般步進電機會因外表溫度過高而產生磁性減小，從而會導致力矩較小，一般來說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。

3.步進電機的轉矩與速度成反比，速度越快力矩越小。

4.低速時步進電機可以正常啟動，高速時不會啟動，并伴有嘯叫聲。步進電機的空載啟動頻率是固定的，如果高于這個頻率電機不能被啟動并且會產生丟步或者堵轉。

1.6控制器，驅動器，步進電機之間的關系

控制器輸出脈沖信號，就可以間接的控制步進電機旋轉，那么問題來了，控制器都有什么方式來輸出脈沖信號：

兩種方式:

1)利用定時中斷輸出脈沖，但是間隔的延時會影響其他主程序的進程，當控制多個電機的時候就非常不可取;

2)利用PWM脈寬調制，并通過主從定時器進行設定，好處是不占用主程序時鐘，且能精準控制;