【正文】 號(hào)，低電平有效） OPTO 接CPU+5V FREE 脫機(jī)，與CPU地線相接，驅(qū)動(dòng)電源不工作 DIR 方向控制，與CPU地線相接，電機(jī)反轉(zhuǎn) VCC 直流電源正端 GND 直流電源負(fù)端 A 接電機(jī)引出線紅線 接電機(jī)引出線綠線 B 接電機(jī)引出線黃線 接電機(jī)引出線藍(lán)線 步進(jìn)電機(jī)一經(jīng)定型，其性能取決于電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源。電壓對(duì)力矩影響如下： 細(xì)分驅(qū)動(dòng)器 在步進(jìn)電機(jī)步距角不能滿足使用的條件下，可采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的原理是通過改變相鄰（A，B）電流的大小，以改變合成磁場(chǎng)的夾角來控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的。一旦三大要素確定，步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)便確定下來了。電機(jī)的步距角應(yīng)等于或小于此角度。 靜力矩的選擇 步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機(jī)的靜力矩。單一的慣性負(fù)載和單一的摩擦負(fù)載是不存在的。一般情況下，靜力矩應(yīng)為摩擦負(fù)載的23倍內(nèi)好，靜力矩一旦選定，電機(jī)的機(jī)座及長(zhǎng)度便能確定下來（幾何尺寸） 電流的選擇 靜力矩一樣的電機(jī)，由于電流參數(shù)不同，其運(yùn)行特性差別很大，可依據(jù)矩頻特性曲線圖，判斷電機(jī)的電流（參考驅(qū)動(dòng)電源、及驅(qū)動(dòng)電壓） 力矩與功率換算 步進(jìn)電機(jī)一般在較大范圍內(nèi)調(diào)速使用、其功率是變化的，一般只用力矩來衡量，力矩與功率換算如下： P= Ωn/60 P=2πnM/60 其P為功率單位為瓦，Ω為每秒角速度，單位為弧度，n為每分鐘轉(zhuǎn)速，M為力矩單位為牛頓 步進(jìn)電機(jī)最好不使用整步狀態(tài)，整步狀態(tài)時(shí)振動(dòng)大。 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大的負(fù)載應(yīng)選擇大機(jī)座號(hào)電機(jī)。 高精度時(shí)，應(yīng)通過機(jī)械減速、提高電機(jī)速度,或采用高細(xì)分?jǐn)?shù)的驅(qū)動(dòng)器來解決，也可以采用5相電機(jī)，不過其整個(gè)系統(tǒng)的價(jià)格較貴，生產(chǎn)廠家少，其被淘汰的說法是外行話。 電機(jī)在600PPS（）以下工作，應(yīng)采用小電流、大電感、低電壓來驅(qū)動(dòng)。 （一）步進(jìn)電機(jī)小知識(shí) :當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào),它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(及步進(jìn)角).您可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。反應(yīng)式步進(jìn)一般為三相,可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出,。由于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子不是永磁材料,所以它沒有DETENT TORQUE. 是否累積 一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的35%,且不累積. 步進(jìn)電機(jī)溫度過高首先會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁,從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步,因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)。頻率越高,反向電動(dòng)勢(shì)越,電機(jī)隨頻率(或速度)的增大而相電流減小,從而導(dǎo)致力矩下降. ,但若高于一定速度就無法啟動(dòng),并伴有嘯叫聲 步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù):空載啟動(dòng)頻率,即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率,如果脈沖頻率高于該值,電機(jī)不能正常啟動(dòng),脈沖頻率應(yīng)該有加速過程,即啟動(dòng)頻率較低,然后按一定加速度升到所希望的高頻(電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡退偕礁咚?. 步進(jìn)電機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)振動(dòng)和噪聲大是其固有的缺點(diǎn),一般可采用以下方案來克服: ,可通過改變減速比等機(jī)械傳動(dòng)避開共振區(qū)。 ,如三相或五相步進(jìn)電機(jī)。 ,市場(chǎng)上已有這種產(chǎn)品,但機(jī)械結(jié)構(gòu)改變較大. 步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分技術(shù)實(shí)質(zhì)上是一種電子阻尼技術(shù)(請(qǐng)參考有關(guān)文獻(xiàn)),其主要目的是減弱或消除步進(jìn)電機(jī)的低頻振動(dòng),176。,176。細(xì)分?jǐn)?shù)越大精度越難控制. 四相混合式步進(jìn)電機(jī)一般由兩相驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng),因此,連接時(shí)可以采用串聯(lián)接法或并聯(lián)接法,此時(shí)需要的驅(qū)動(dòng)器輸出,因而電機(jī)發(fā)熱小。如果采用開關(guān)電源,電源電流一般可取I ～. 當(dāng)脫機(jī)信號(hào)FREE為低電平時(shí),驅(qū)動(dòng)器輸出到電機(jī)的電流被切斷,電機(jī)轉(zhuǎn)子處于自由狀態(tài)(脫機(jī)狀態(tài)).在有些自動(dòng)化設(shè)備中,如果在驅(qū)動(dòng)器不斷電的情況下要求直接轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸(手動(dòng)方式),就可以將FREE信號(hào)置低,使電機(jī)脫機(jī),再將FREE信號(hào)置高,以繼續(xù)自動(dòng)控制. 只需將電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器接線的A+和A(或者B+和B)對(duì)調(diào)即可.選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率。在實(shí)際工作過程中，各種頻率下的負(fù)載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。 （二）選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)使步距角和機(jī)械系統(tǒng)匹配，這樣可以得到機(jī)床所需的脈沖當(dāng)量。但細(xì)分只能改變其分辨率，不改變其精度。 選擇功率步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)當(dāng)估算機(jī)械負(fù)載的負(fù)載慣量和機(jī)床要求的啟動(dòng)頻率，使之與步進(jìn)電機(jī)的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量，使之最高速連續(xù)工作頻率能滿足機(jī)床快速移動(dòng)的需要。 Jt=J1+（1/i2)[(J2+Js）+W/g（S/2π)2] （12） 式中Jt 折算至電機(jī)軸上的慣量() JJ2 齒輪慣量() Js 絲桿慣量() W工作臺(tái)重量（N） S 絲桿螺距（cm） （3）計(jì)算電機(jī)輸出的總力矩M M=Ma+Mf+Mt （13） Ma=（Jm+Jt).n/T10ˉ2 （14） 式中Ma 電機(jī)啟動(dòng)加速力矩（) Jm、Jt電機(jī)自身慣量與負(fù)載慣量() n電機(jī)所需達(dá)到的轉(zhuǎn)速（r/min） T電機(jī)升速時(shí)間（s） Mf=()/(2πηi)10ˉ2 （15） Mf導(dǎo)軌摩擦折算至電機(jī)的轉(zhuǎn)矩（) u摩擦系數(shù) η傳遞效率 Mt=()/(2πηi)10ˉ2 （16） Mt切削力折算至電機(jī)力矩（) Pt最大切削力（N） （4）負(fù)載起動(dòng)頻率估算。(1+Jt/Jm)] 1/2 （17） 式中fq帶載起動(dòng)頻率（Hz） fq0空載起動(dòng)頻率 Ml起動(dòng)頻率下由矩頻特性決定的電機(jī)輸出力矩（) 若負(fù)載參數(shù)無法精確確定,則可按fq=1/2fq0進(jìn)行估算. （5）運(yùn)行的最高頻率與升速時(shí)間的計(jì)算。 （6）負(fù)載力矩和最大靜力矩Mmax。一般來說，Mf與Mt之和應(yīng)小于（ ～)Mmax. 步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中最常用的兩種執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。 重物提升 T折= (mgD) /(2i) [] 絲杠螺母?jìng)鲃?dòng) T折= 1/I((Ft)/(2π η)+Tb) [] F=F0+μmg [N] 同步帶或齒輪齒條傳動(dòng) T折=(FD)/( 2i η) [] F=F0+μmg [N]（三）1. 負(fù)載分類：（1）Tf力矩負(fù)載：　　Tf = Gcm）　　M：質(zhì)量　　R1：外徑　　R2：內(nèi)徑　　TJ = J 說明：1. 工作頻率點(diǎn)： 表示步進(jìn)電機(jī)在該點(diǎn)的轉(zhuǎn)速值。3. 運(yùn)行區(qū)域： 在這個(gè)區(qū)域里，電機(jī)不能直接運(yùn)行，必須先要在起動(dòng)區(qū)域 內(nèi)起動(dòng)，然后通過加速的方式，才能到達(dá)該工作區(qū)域內(nèi)。4. 最大起動(dòng)頻率點(diǎn)：步進(jìn)電機(jī)在空載情況下，最大的直接起動(dòng)速度點(diǎn)。6. 起動(dòng)力矩：步進(jìn)電機(jī)在特定的工作頻率點(diǎn)下，直接起動(dòng)可帶動(dòng)的最大力矩負(fù)載值。由于運(yùn)動(dòng)慣性的原因，所以，運(yùn)行力矩要比起動(dòng)力矩大。如下圖示，步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩特性一般在低速時(shí)為水平直線狀，在高速時(shí)，由于電感的影響，很快下滑。B．tr = *105*J*Θ*（F1F0）/ （TJTL）（ｔ）＝（Ｆ１－Ｆ０）＊ｔ／ｔｒ＋Ｆ０ ， 0 t tr （２）指數(shù)加速運(yùn)動(dòng) 已知電機(jī)負(fù)載為TL，要從F0 在最短時(shí)間tr內(nèi)加速到F1，求tr 和 加速脈頻率F（t），ＴＪ１一般TJ０ =70% Tm０,TJ１ =70% Tm１,TL=60%Tm1B．tr = F4*ln[(TJ0TL)/(TJ1TL)]（ｔ）＝F2*[1e^(t/F4)]＋Ｆ０ ， 0 t tr 其中，F(xiàn)2=(TLTJ0)*(F1F0)/(TJ1TJ0)F4=*105*J*Θ*F2 /( TJ0TL) J 為電機(jī)轉(zhuǎn)子和負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Θ為每一步的度數(shù)，整步運(yùn)行時(shí)為電機(jī)步距角。 4 振動(dòng)和噪音 一般來說，步進(jìn)電機(jī)在空載運(yùn)行時(shí)，在200pps左右會(huì)有一個(gè)很嚴(yán)重的振動(dòng)，甚至?xí)a(chǎn)生失步的現(xiàn)象，這是由于電機(jī)轉(zhuǎn)子是一個(gè)有質(zhì)量的物體，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行的頻率接近到轉(zhuǎn)子的固有頻率，振動(dòng)就產(chǎn)生了，一般有幾種解決的辦法：1. 避開振動(dòng)區(qū)，使電機(jī)的工作頻率不在這個(gè)范圍內(nèi)。 驅(qū)動(dòng)器的電流：電流是判斷驅(qū)動(dòng)器能力大小的依據(jù)，是選擇驅(qū)動(dòng)器的重要指標(biāo)之一，通常驅(qū)