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2-4-3 步进马达的特性

步进马达的扭矩与速度之间的关系,如 图 2.57所示,纵轴表示扭矩, 横轴表示脉冲速率。图中画了2条曲线,分别为启动特性和连续特性。



启动特性

启动特性表示在施加固定频率的脉冲后,从停止的状态开始会以多大的负载扭矩启动,也称 牵引转矩 (pull-in torque) 特性(pull-in torque)。步进马达的最大扭矩,通常以10Hz的脉冲速率时的启动扭矩进行定义。 而且,说到步进马达时,好像一般都称脉冲速率为脉冲率,单位使用pps(pulses per second)取代Hz。



连续特性

连续特性是指以固定频率的脉冲旋转时,施加多大的负载扭矩后仍继续旋转,也称Through扭矩特性、 失步转矩特性 。



步进马达的负载特性
图2.57步进马达的负载特性



连续特性的值高于启动特性。

启动特性、连续特性的值随着脉冲速率的上升均会减小。最大 连续响应频率 ,能够启动马达的界限称为 最大自启动频率 。

步进马达的扭矩在高速区间会下降是因为存在绕组阻抗的作用,在较高的频率时电流流动变得困难。

励磁方法和驱动电路不同,步进马达的启动特性和连续特性也会不同。 因此,步进马达的特性必须进行综合评估,其中包括与驱动电路之间的关系。



<小知识>保持扭矩

步进马达在通电状态下停止时,即使施加外力,但由于转子和定子之间存在吸引力,仍能保持停止位置。
这种能够抵抗外力的扭矩称为保持扭矩。



<小知识>止动扭矩

PM型及HB型的步进马达未通电时,在转子磁铁的吸引力作用下,也有一定程度的保持扭矩。这称为止动扭矩。



脉冲速率与转速的换算

步进马达的速度一般使用每秒脉冲数(步距数)的[pps]表示。也称为脉冲率或步进率。
但,有时理解为每分钟的转数[rpm]会比较方便。 
马达每转的步距数与[pps]之间的关系换算成[rpm]的表如下所示, 图2.58 表示换算曲线。



马达每转的步距数
200
400
500
1000
脉冲速率(pps)
转速 (rpm)
  1000
300
150
120
60
  2000
600
300
240
120
  3000
900
450
360
180
  5000
1500
750
600
300
  10000
3000
1200
1500
600
  20000
6000
3000
2400
1200


脉冲速率与转速
図2.58脉冲速率与转速



2-4-1 HB型马达的构造和动作 2-4-2 凸极式PM马达 2-4-3 步进马达的特性