本文將介紹步進電機的基本特性。

步進電機的基本特性

下圖顯示了步進電機的轉矩和速度之間的關系。縱軸為轉矩，橫軸為脈沖頻率。脈沖頻率是指驅動脈沖的頻率，在步進電機中，通常使用脈沖頻率pps（pulses per second，每秒脈沖數(shù)）代替頻率Hz。藍色曲線表示步進電機的“牽入轉矩特性”，黃色曲線表示步進電機的“失步轉矩特性”。

下面分別介紹每個特性：

牽入轉矩（Pull-in Torque）特性

“牽入轉矩特性”也稱為“啟動轉矩特性”，表示可以使停止狀態(tài)的步進電機啟動的頻率（脈沖頻率）與負載轉矩之間的關系。牽入轉矩曲線內的區(qū)域稱為“自啟動區(qū)域”，是可以啟動、停止和反轉的區(qū)域。另外，將負載轉矩為零的頻率＝可以啟動步進電機的極限頻率稱為“最大自啟動頻率”。如圖所示，頻率越高，可啟動的負載轉矩越低。

失步轉矩（Pull-out Torque）特性

“失步轉矩特性”也稱為“連續(xù)特性”或“牽出轉矩特性”。表示在自啟動后增加負載轉矩時可以繼續(xù)旋轉的頻率。因此，其值高于牽入轉矩特性的值。步進電機可以連續(xù)運行的極限稱為“最大連續(xù)運行頻率”。與牽入轉矩特性一樣，失步轉矩特性也是負載轉矩會隨著脈沖頻率的增加而降低。

保持轉矩（Holding Torque）

步進電機在通電狀態(tài)下，在步進電機停止時即使施加外力，電機也試圖通過轉子與定子之間的吸引力來保持停止位置，這種保持力稱為“保持轉矩”。在上圖中，即工作頻率（脈沖頻率）為零、也就是停止狀態(tài)下的轉矩。

順便提一下，步進電機的轉矩之所以隨著工作頻率的增加而減小，是因為受繞線電感影響，電流難以在高頻條件下流動。

另外，步進電機的牽入轉矩特性和失步轉矩特性會因勵磁方法和驅動電路而異。因此，對步進電機的特性研究中，需要進行包括驅動方法和電路在內的整體評估。

關鍵要點：

?“牽入轉矩特性”也稱為“啟動轉矩特性”，表示可以使停止狀態(tài)的步進電機啟動的頻率（脈沖頻率）與負載轉矩之間的關系。

?牽入轉矩曲線內的區(qū)域稱為“自啟動區(qū)域”，是可以啟動、停止和反轉的區(qū)域。

?將負載轉矩為零的頻率＝可以啟動步進電機的極限頻率稱為“最大自啟動頻率”。

?“失步轉矩特性”也稱為“連續(xù)特性”或“牽出轉矩特性”，表示在自啟動后增加負載轉矩時可以繼續(xù)旋轉的頻率，其值高于牽入轉矩特性的值。

?步進電機可以連續(xù)運行的極限稱為“最大連續(xù)運行頻率”。

?牽入轉矩特性和失步轉矩特性都是負載轉矩會隨著脈沖頻率的增加而降低。

?保持轉矩是在通電狀態(tài)下在步進電機停止時即使施加外力，步進電機也試圖保持停止位置的力。

?步進電機的牽入轉矩特性和失步轉矩特性會因勵磁方法和驅動電路而異。

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