淺談步進電機的高頻機械特性（無煩人的公式，純感性認(rèn)知）

番茄唐龍

一般認(rèn)為步進電機在較低的脈沖頻率下具有較好啟動性能，也就是啟動力矩較大，通常我們理解為這是由于在低頻時定子線圈的感抗較小電流較大勵磁強度較大，所以輸出轉(zhuǎn)矩較大。而在高頻時的啟動性能就較差，當(dāng)輸入的脈沖頻率高到一定程度是就會出現(xiàn)丟步，甚至無法帶動負(fù)載啟動的情況。

對于這種情況一般我們理解為這是由于高頻時線圈的感抗較高電流較小勵磁強度降低，所以輸出轉(zhuǎn)矩較小，定子繞組中電感的存在是使脈沖頻率曾高后電動機的負(fù)載能力下降的主要原因，因為有電感就相應(yīng)的有一定的電氣時間常數(shù)（電感與電阻的比值），使定子繞組中的電流達(dá)到穩(wěn)定值的時間加長。

我們可以這樣理解：加載定子線圈兩端的脈沖電源電壓不變，頻率改變時，則在線圈內(nèi)產(chǎn)生的電場強度不變，則電子受到電場的加速度不變（不同頻率下只要電壓不變則電場強度不變）。而電流的定義為：單位時間內(nèi)通過過導(dǎo)體橫截面的電荷量，（按照現(xiàn)階段的理論電子是可以在導(dǎo)體中自由運動的）而單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體的橫截面的電荷量與電子的流動速度有關(guān)，而電子的流動速度與加速度及加速時間有關(guān)，低頻脈沖輸入時單個脈沖產(chǎn)生的電場的保持時間較長。

這意味著電子有足夠的加速時間達(dá)到穩(wěn)定的速度，宏觀上就是形成穩(wěn)定的電流且此電流能保持一段時間。從而形成穩(wěn)定的較強的勵磁強度，由此驅(qū)動的轉(zhuǎn)子便能輸出較大的轉(zhuǎn)矩，相反高頻脈沖輸入時單個脈沖形成的電場時間較短這意味著電子沒有足夠的時間加速到足夠的速度電場便消失了，宏觀上看就是電流強度較弱，勵磁強速較低，（另外高頻時還會產(chǎn)生較大的感抗，此感抗可理解為系統(tǒng)摩擦力，減小電子的加速度，當(dāng)然過高的脈沖頻率還會產(chǎn)生電流的趨膚效應(yīng)，這勢必引起電阻效應(yīng)，由此可見高頻驅(qū)動步進電機時可謂禍不單行?。?br />
為了解決步進電機的此弊端目前采用的一種較為有效的辦法是用雙電源供電，即在定子繞組電流的上升階段用高壓電源供電，以縮短達(dá)到預(yù)定的穩(wěn)定電流值的時間，而后再改為低電壓電源供電以維持其電流值，此方法可以大大提高高頻時的最大轉(zhuǎn)矩，另外還有恒壓頻比輸入等方式，也可一定程度增大步進電機的高頻轉(zhuǎn)矩。
    注：電氣時間常數(shù)（感抗/繞組電阻)決定了繞組通電的持續(xù)時間，其的值在一定范圍內(nèi)越小越好，他可以保證在單個脈沖發(fā)送完后步進電機任然有足夠的動力及時間加速啟動起來。
                                            
                                              歡迎大伙各抒己見也歡迎大力拍磚，僅此拋磚引玉足以。

angel1399793

電機完全不懂，只是聽說伺服有擊潰步進并稱霸數(shù)控等精確定位工業(yè)的趨勢

錢塘小寶

樓上說反了吧

沙灘的足跡

伺服和步進是各自獨立的工業(yè)應(yīng)用范圍和體系，互為補充，改善就是畫蛇添足
步進就是普通電機的升級版，在一定的速度下，可以一某個合理的小單位控制住其運動，有些高級的光學(xué)儀器，如光刻機還是用的步進電機，看中的就是這個，它的應(yīng)用特性決定了它講究的是精度，對速度不那么敏感；
伺服是電機的最高級應(yīng)用，不僅可以以某個合理小單位控制住其運動，還可以高速和過載，想怎么玩就怎么玩，價格就貴了哦

奇_點

完全被標(biāo)題騙了，還不如寫公式簡單清晰

奇_點

不知道大俠說的雙電源技術(shù)有沒有成熟應(yīng)用？本人孤陋寡聞，沒有用過。這個雙電源如何平緩切換，會不會在低頻時反而將振動問題放大？切換時序如何控制，會不會更容易失步或越步？高頻扭矩不足方面，恒流斬波控制和細(xì)分控制都已很成熟。

番茄唐龍

低頻時不用的

歐陽絕痕

什么時候用步進電機，什么時候用伺服電機，哪位大俠可以詳細(xì)、清晰地總結(jié)一下？

誰是誰1989

步進電機沒怎么接觸過，反正一直都是在玩伺服，

中等公差belee

我一直沒想通的是這個，在給定電壓下（即給定磁場下）電子在一根導(dǎo)線里可以定向移動，那么北京到廣東的直達(dá)電線里，北京的某個電子可以跑到廣東去碼？如果能，需要多久的時間？如果電子跑到廣東去的時候跑不回來他們在哪里打間住宿？

補充內(nèi)容 (2013-9-3 14:41):
如果我們把原子核和電子分離開來，放在博物館給小伙伴們參觀，肯定很好玩了