步进电机工作原理，步进电机造型指南

生产厂家对步进电机驱动系统的通俗表述如下：
步进电机是一个把电脉冲转换成离散的机械运动的装置，与其匹配的驱动器共同组成一个可控的步进电机运动系统，具有良好的数据控制特性。在接受来自控制器 （PLC、单片机等可编程处理器）的工作指令（开关脉冲信号）时，其驱动器依据工作指令向定子绕组有序励磁，使定子内部建立一个实时响应的脉动的、非连贯 性变化的磁场，并作用于周边带有很多小齿的转子，使转子产生旋转运动，即施加 一个脉冲，马达转动一步。在理想的情况下，其转子旋转的速度、累计旋转角度同步于控制器输入的脉冲频率及脉冲数，因而，只需在规定的时间内向步进电机 运动系统提供有效的工作指令，转子将会被准确地驱动到设定的角度位置，在进一步的工作指令到来之前，始终保持在该位置。
步进电机的双向驱动、固有的刹车制动性能、可适当调整的输出扭矩、功率控制、精确的位置度、高分辨率、良好的数字交互界面，且仅采用开环控制即能达到良好 的使用效果等是其显著的优势。而且与伺服系统比较，其单位体积输出功率大、转动惯量小、无漂流及起动峰涌现象、无位置累积误差等良好优点，是一种成本低廉 的数字控制类电机。
正由于具备以上固有的优点，在众多领域已奠定了其应用地位，并被广泛应用于需要控制旋转角度、速度、位置和同步性的诸多领域，如办公室自动化、安防、医疗设备，纺织品机器、舞台灯光、机与售票机，机械自动化等。

选用步进电机时应注意以下几点：
1、一般应选用力矩比实际需要大百分之五十到的步进电机，因为步进电机不能过负载运行，即便是瞬间过载都可能造成失步、停转或不规则原地来回作动。
2、上位控制器输入的脉冲电流必须够大（一般要>10mA），以确保光电耦合器稳定导通，否则会导致步进电机失步；如果输入脉冲频率过高，会因个别脉冲接收不到，导致步进电机失步。
3、启动频率不应太高，应在启动程序中设置加速过程，即从规定的启动频率开始，加速到设定频率，否则就可能不稳定，甚至处于惰态。
4、电机如果未固定好，造成强烈共振，也会导致步进电机失步。
5、应了解步进电机的固有弱点：输入脉冲频率过高，易导致丢步；输入脉冲频率过低，易出现共振；转速偏高时扭矩降低明显。
6、应了解型步进电机的性能，必要时选用采用了控制技术的高级步进电机系统，高级系统既可以使步进电机在高速状态下减少共振，还能运用减少步进电机反电动势的技术，增加电机在高速状态下的扭矩。

选用步进电机驱动器应注意以下几点：
1、使用步进电机驱动器注意事项
1）电源电压要合适（过压可能造成驱动模块的损坏），直流输入的+/-极性不得接错，驱动控制器的电流设定值应该合适（开始时不要太大）；
2）控制信号线接牢靠，工业环境下应考虑屏蔽问题（如采用双绞线）；
3）不要一开始就把所有线全接上，可行最基本系统的连接，确认运行良好后再完成全部连接。
4）必须事先确认好接地端和浮空端。
5）刚开始运行时，仔细观察电机的声音和温升情况，发现异常应立即停机调整。
2、一般步进电机驱动器识别的脉冲脉宽和2细分下的接受频率
一般识别的脉冲脉宽不少于2微秒，2细分下的接受频率为40khz左右
3、步进电机驱动器的一般故障现象
不工作，丢步（也许电机力不够），时走时停，大小步，震动大，抖动明显，乱转，缺相等。

选用步进电机控制器应注意以下几点：
1、步进电机的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机（或其它如PLC等）产生。其基本原理作用如下：
(1)控制换相顺序
通电换相这一过程称为脉冲分配。例如：三相步进电机的三拍工作方式，其各相通电顺序为A-B-C－D,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A,B,C，D相的通断。
(2)控制步进电机的转向
如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如果按反序通电换相，则电机就反转。
(3)控制步进电机的速度
如果给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步。两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快。调整单片机发出的脉冲频率，就可以对步进电机进行调速。
2、PLC与步进电机驱动器接线指南：
q0.0---->控制脉冲 q0.2---->控制方向 L+---->共阳端 L+与pul+、dir+相接
q0.0 ----->控制脉冲与pul-连接 q0.2----->控制方向与dir-连接
注意脉冲和方向均串1k电阻

选用步进马达IC应注意以下两点：
1、选用高集成度、技术成熟的马达IC产品，有利于加快电子类运动控制产品更新换代的速度，有利于降低产品开发的难度，有利于拓宽单一产品的实际应用范围，有利于提高产品的性价比。
2、目前技术的高集成度马达IC产品主要有，德国TRINAMIC运动控制产品、东芝马达IC产品等，这些厂家步进马达IC的共同特点是体积小、集成度高、运行稳定、性价比高、供货渠道稳定多元。