涨知识：快来跟着(HDB)学习步进电机

如何简单的判别步进电机发热情况？又该如何减少发热？

步进电机表面温度在70~80度都是正常的。简单的温度测量方法有：用点温计的，也可以粗略判断：用手可以触摸1~2秒以上，不超过60度；用手只能碰一下，大约在70~80度；滴几滴水，迅速气化，则90度以上了。

减少发热有两种方法，第一种是减少铜损。减少铜损有两个方向：减少电阻和电流，这就要求在选型时尽量选择电阻小和额定电流小的电机。对两相电机，能用串联的电机就不用并联电机。但是这往往与力矩和高速的要求相抵触。对于已经选定的电机，则应充分利用驱动器的自动半流控制功能和脱机功能，前者在电机处于静态时自动减少电流，后者干脆将电流切断。另外，细分驱动器由于电流波形接近正弦，谐波少，电机发热也会较少。

第二种是减少铁损。减少铁损的办法不多，电压等级与之有关，高压驱动的电机虽然会带来高速特性的提升，但也带来发热的增加。所以应当选择合适的驱动电压等级，兼顾高速性、平稳性和发热、噪音等指标。

步进电机驱动器只有两相，怎么驱动四相八线的电机？

有些公司的驱动器全部按两相设计，四相步进电机必须改接成两相才能使用。所以这些公司往往要问客户，希望电机接成串联的还是并联的。以往，当八线步进电机严格标成四相时，客户自然会认为四相电机和两相驱动器不匹配，因此很多公司干脆将四相步进电机和两相步进电机均标成两相。“两相步进电机和四相步进电机实质上是一回事”的真正道理就在于此。

但串联或并联会使电机绕组电阻和电感成倍变化，电机运行性能也会有明显变化。并联接法：四相绕组两两相并，绕组的电阻与电感成倍减小，电机运行时加速性能好，高速带载力矩大，但是电机需要输入1.4倍于额定电流的电流，发热较大，对驱动器输出能力要求相应提高。串联接法：绕组的电阻与电感成倍的增大，此时需要的驱动器输出电流为电机相电流的0.7倍，电机低速运行时稳定，噪音和发热较小，对驱动器要求不高，但高速力矩损耗大。

下面是几种常见的步进电机的接法图。

a.四线电机和六线电机高速度模式：输出电流设成等于或略小于电机额定电流值。

b.六线电机高力矩模式：输出电流设成电机额定电流的0.7倍。

c.八线电机并联接法：输出电流应设为电机单极性接法电流的1.4倍。

d.八线电机串联接法：输出电流应设为电机单极性接法电流的0.7倍。

如何克服两相步进电机在低速运转时的振动和噪声?

步进电机低速转动时振动和噪声大是其固有的缺点，一般可采用以下方案来克服：

a.如步进电机正好工作在共振区，可通过改变减速比等机械传动避开共振区；

b.采用带有细分功能的驱动器，这是最常用的、最简便的方法；

c.换成步距角更小的步进电机，如三相或五相步进电机；

d.换成交流伺服电机，几乎可以完全克服震动和噪声，但成本较高；

e.在电机轴上加磁性阻尼器，市场上已有这种产品，但机械结构改变较大；

f.电机的相电流设置过大，此时需通过驱动器将电流值设置为适配值。

g.使用带动态滤波功能的驱动器。简单地说，动态滤波功能使用了电容能充电和放电的特点，对低频电流进行滤波，让电流波形更加的平滑，达到步进电机在低速下运行平稳的目的。

有什么办法能让电机在高速运行中也有大扭矩？

没有，在高速运行中，步进电机的力矩会不可避免地下降，这是固有特性。步进电机的矩频特性曲线：

因为转矩近似与电流平方成正比，且步进电机的定子电阻存在电感，电机在运行的时候，各相绕组的电感形成了反电动势，脉冲频率越高→反电动势越大→电流越小→力矩越小。在输入脉冲频率较低时，电流i的波形近似于矩形波，绕组中的平均电流较大，输出力矩也较大。但是当脉冲频率上升后，绕组中的电流i的波形接近三角波，幅值下降，绕组中的平均电流下降，因此输出力矩随着下降。下面是示意图，方便理解。

为什么步进电机无法高速启动?但若高于一定速度就无法启动，并伴有啸叫声?

步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频(电机转速从低速升到高速)。

除上述原因以外，产生啸叫声还可能是由于负载过大造成的，高速运转时电机的输出扭矩会下降，无法满足负载要求时电机发生堵转，并且啸叫声会随着频率的高低变化而变化，解决办法是降低转速或更换扭矩更大的电机。

此外电机在高速运行停止后会出现短促的啸叫声，这是由对相电流进行斩波造成的，只需将驱动器面板上的自动半流设置为有效即可。

常用的三种信号输入方式有什么不同？

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