直流步进电机是一种将电脉冲信号转化为角位移或线位移的机电执行元件,具有控制精度高、响应快、无累积误差等特点,广泛应用于 3D 打印、数控机床、自动化设备、机器人等领域。
直流步进电机通过脉冲信号控制电机定子绕组的通电顺序,使转子(永磁体或齿状结构)按固定步距角转动。
当定子绕组依次通电时,产生的磁场吸引转子齿对齐,每接收一个脉冲信号,转子转动一个固定角度(如 1.8°、0.9° 等),这种运动称为 “步进”。
下面看一看直流步进电机关键参数与选型要点是什么?
1.核心参数
步距角(Step Angle):
定义:每个脉冲信号对应的转子转动角度,例:混合式电机转子齿数 50,4 相 8 拍运行时,步距角 = 360°/(50×4)=1.8°。
保持转矩(Holding Torque):
电机通电但不转动时的最大转矩,单位为 N・m 或 kgf・cm,决定带负载能力(转矩不足会导致失步)。
额定电流(Rated Current):
每相绕组的工作电流,需与驱动器匹配(电流过大烧电机,过小则转矩不足)。
较高空载启动频率:
电机不带负载时能正常启动的最大脉冲频率,反映响应速度(频率过高会失步)。
2.选型要点
负载需求:
计算负载转矩(包括惯性转矩、摩擦转矩),确保电机保持转矩≥1.5 倍负载转矩。
例:传送带负载转矩 0.5N・m,需选保持转矩≥0.75N・m 的电机。
控制精度:
精度要求高(如 0.1mm 定位)时,选小步距角电机(如 0.9°),配合细分驱动(见下文控制方式)。
运行速度:
最大转速 =(脉冲频率 × 步距角)/(360°× 传动比),需匹配设备运动速度要求。
环境因素:
高温环境选耐温电机(如绝缘等级 F 级,耐 155℃);粉尘环境需密封防护(IP54 以上)。