淺談步進(jìn)電機(jī)的高頻機(jī)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(jìn)電機(jī)在較低的脈沖頻率下具有較好啟動(dòng)性能,，也就是啟動(dòng)力矩較大,，通常我們理解為這是由于在低頻時(shí)定子線圈的感抗較小電流較大勵(lì)磁強(qiáng)度較大,，所以輸出轉(zhuǎn)矩較大,。而在高頻時(shí)的啟動(dòng)性能就較差,，當(dāng)輸入的脈沖頻率高到一定程度是就會(huì)出現(xiàn)丟步，甚至無法帶動(dòng)負(fù)載啟動(dòng)的情況,。

對于這種情況一般我們理解為這是由于高頻時(shí)線圈的感抗較高電流較小勵(lì)磁強(qiáng)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(dòng)機(jī)的負(fù)載能力下降的主要原因，因?yàn)橛须姼芯拖鄳?yīng)的有一定的電氣時(shí)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(shí)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(shí),，則在線圈內(nèi)產(chǎn)生的電場強(qiáng)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(qiáng)度不變）。而電流的定義為：單位時(shí)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(yùn)動(dòng)的）而單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體的橫截面的電荷量與電子的流動(dòng)速度有關(guān),，而電子的流動(dòng)速度與加速度及加速時(shí)間有關(guān)，低頻脈沖輸入時(shí)單個(gè)脈沖產(chǎn)生的電場的保持時(shí)間較長,。

這意味著電子有足夠的加速時(shí)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(shí)間。從而形成穩(wěn)定的較強(qiáng)的勵(lì)磁強(qiáng)度,，由此驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)子便能輸出較大的轉(zhuǎn)矩,，相反高頻脈沖輸入時(shí)單個(gè)脈沖形成的電場時(shí)間較短這意味著電子沒有足夠的時(shí)間加速到足夠的速度電場便消失了，宏觀上看就是電流強(qiáng)度較弱,，勵(lì)磁強(qiáng)速較低,，（另外高頻時(shí)還會(huì)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(huì)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(dòng)步進(jìn)電機(jī)時(shí)可謂禍不單行�,。���

為了解決步進(jìn)電機(jī)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(shí)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(shí)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(jìn)電機(jī)的高頻轉(zhuǎn)矩,。
    注：電氣時(shí)間常數(shù)（感抗/繞組電阻)決定了繞組通電的持續(xù)時(shí)間,，其的值在一定范圍內(nèi)越小越好，他可以保證在單個(gè)脈沖發(fā)送完后步進(jìn)電機(jī)任然有足夠的動(dòng)力及時(shí)間加速啟動(dòng)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(jī)完全不懂,，只是聽說伺服有擊潰步進(jìn)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(jìn)是各自獨(dú)立的工業(yè)應(yīng)用范圍和體系,，互為補(bǔ)充，改善就是畫蛇添足
步進(jìn)就是普通電機(jī)的升級版,，在一定的速度下,，可以一某個(gè)合理的小單位控制住其運(yùn)動(dòng)，有些高級的光學(xué)儀器,，如光刻機(jī)還是用的步進(jìn)電機(jī),，看中的就是這個(gè)，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(jī)的最高級應(yīng)用，不僅可以以某個(gè)合理小單位控制住其運(yùn)動(dòng),，還可以高速和過載,，想怎么玩就怎么玩，價(jià)格就貴了哦

奇_點(diǎn)

完全被標(biāo)題騙了,，還不如寫公式簡單清晰

奇_點(diǎn)

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(gè)雙電源如何平緩切換,，會(huì)不會(huì)在低頻時(shí)反而將振動(dòng)問題放大？切換時(shí)序如何控制,，會(huì)不會(huì)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(shí)不用的

歐陽絕痕

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

誰是誰1989

步進(jìn)電機(jī)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(gè)，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(dòng),，那么北京到廣東的直達(dá)電線里,，北京的某個(gè)電子可以跑到廣東去碼？如果能,，需要多久的時(shí)間,？如果電子跑到廣東去的時(shí)候跑不回來他們在哪里打間住宿？

補(bǔ)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