第一章：步进电机基础知识1.1 步进电机的认识1.1.1概述
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
1.1.2步进电机分类与结构
步进电机分三种：永磁式（PM） ，反应式（VR）和混合式（HB）
(1)永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度 或15度; (2)反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰;(3)混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。本章节以反应式步进电机为例，介绍其基本原理与应用方法。反应式步进电机可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导变 产生转矩常用小型步进电机的实物如图所示：
图1.1 步进电机实物图 图1.2 步进电机内部图
1.1.3步进电机的特点及应用 （1）发个脉冲； （2）电机轴就旋转一个步距角；
（3）步距角和静态步距误差步进电机的步距角是决定开环伺服系统脉冲当量的重要参数，数控机床中常见的反应式步进电机的步距角一般为0.5°~3°；一般情况下，步距角越小，加工精度越高。静态步距误差指理论的步距角和实际的步距角之差，以分表示，一般在10’之内。步距误差主要由步进电机齿距制造误差，定子和转子间气隙不均匀以及各相电磁转矩不均匀等因素造成的。步距误差直接影响工作的加工精度以及步进电机的动态特性原文请+QQ3249'114辣.文^论,文'网
（4）启动频率：空载时，步进电机由静止突然启动，并能不丢步地进入正常运行所允许的最高频率，称为启动频率或突跳频率。若启动时步进电机定子绕组通电状态变化频率大于启动频率，步进电机就不能正常启动。启动频率与负载惯量有关，一般说随着负载惯量的增长而下降。
（5）连续运行的最高工作频率步进电机连续运行时，它所能接受的，即保证不丢步运行的极限频率称为最高工作频率。最高工作频率是决定定子绕组通电状态最高变化频率的参数，它决定了步进电机的最高转速。其值远大于启动频率。最高工作频率随负载的性质和大小而异，与驱动电源也有很大关系
（6）加减速特性。步进电机的加减速特性是描述步进电机由静止到工作频率和由工作频率到静止的加减速过程中，定子绕组通电状态的变化频率与时间的关系。当要求步进电机启动到大于突跳频率的工作频率时，变化速度必须逐渐上升；同样当要求步进电机从最高工作频率或高于突跳频率的工作频率停止时，变
化速度必须逐渐下降。逐渐上升或下降的加速时间、减速时间不能过小，否则会出现失步或超步。一般用加速时间常数Ta和减速时间常数Td来描述步进电机的升速和降速特性。
（7）矩频特性与动态转矩矩频特性是描述步进电机连续稳定运行时，输出转矩Md与连续运行频率f之间的关系。矩频特性曲线上每一个频率所对应的转矩称为动态转矩。动态转矩随连续运行频率的上升而下降下。上述步进电机的主要特性，除步距角和静态步距误外，其余均与驱动电源有很大关系。驱动电源性能好，步进电机的特性可得到明显改善。
步进电机用于数字控制系统中，精度高，运行可靠。如采用位置检测和速度反馈，亦可实现闭环控制。步进电动机已广泛地应用于数字控制系统中，如数模转换装置、数控机床、计算机外围设备、自动记录仪、钟表等之中，另外在工业自动化生产线、刷设备等中亦有应用。
本文采用AT89S51作为微处理控制器，通过键盘输入数据控制步进电机，同时用数码管显示相关数据。在保证正常驱动步进电机的同时，达到了键盘和显示两大部分紧密结合，让本次设计能够更加完美。
目前机械化的包装机应用单片机控制步进电机来实现的不是很广泛，以前的包装膜供送多采用曲柄连杆机间隙拉带方式，结构复杂，调整困难，而且包装膜浪费很多。采用步进电机与拉带滚轮直接连接拉带，不仅结构得到了简化，而且调节极为方便，节省了调节时间，又节约了包装材料。
1.1.4 使用步进电机时注意事项毕业论文
http://www.751com.cn/1根据运行要求尽量采用好的驱动电源，因为驱动电源的优劣对步进电机控制系统的运行有较大影响。
2若负载运动惯量较大，则应该在低频下启动，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。
3若在工作中发生失步现象，首先应检查电源电压是否正常，负载是否过大，再查看驱动信号输出波形是否正常，系统是否受到干扰等。
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