步进电机控制器选型

编辑：萧彦青 2026-09-17 07:50 浏览：36 次

目录一览：

1、步进电机控制器选型（步进电机控制器参数设置） 2、步进电机控制器选型方法 3、步进电机选型计算 4、步进电机选型手册 5、步进电机控制器参数设置

步进电机控制器选型（步进电机控制器参数设置）

步进电机本身就是低速电机高速跑不到1000RPM 当然空转可以最好一般都也是在600rpm 在高的转速只能是伺服电机了

用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的... 感应子式步进电机某种程度上可以看作是低速同步电机。一个四相电机可以作四相运行，... 1、结构：电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别如何正确选择伺服电机和步进电机？主要视具体应用情况而定,简单地说要确定：负载的性质(如水平还是垂直负载等),转矩、惯量、转速、精度、加减速等要求,上位控制要求(如对端口界面和通讯方面的要求),主要控制方式是位置、转矩还是速度方式。供电电源是直流还是交流电源,或电池供电,电压范围。据此以确定电机和配用驱动器或控制器的型号。 2, 选择步进电机还是伺服电机系统？其实,选择什么样的电机应根据具体应用情况而定,各有其特点。 3, 如何配用步进电机驱动器？根据电机的电流,配用大于或等于此电流的驱动器。如果需要低振动或高精度时,可配用细分型驱动器。对于大转矩电机,尽可能用高电压型驱动器,以获得良好的高速性能。 4, 2 相和 5 相步进电机有何区别,如何选择？ 2 相电机成本低,但在低速时的震动较大,高速时的力矩下降快。 5 相电机则振动较小,高速性能好,比 2 相电机的速度高 30~50% ,可在部分场合取代伺服电机。 5, 何时选用直流伺服系统,它和交流伺服有何区别？直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。 6, 使用电机时要注意的问题？上电运行前要作如下检查： 1) 电源电压是否合适(过压很可能造成驱动模块的损坏)；对于直流输入的 +/- 极性一定不能接错,驱动控制器上的电机型号或电流设定值是否合适(开始时不要太大)； 2) 控制信号线接牢靠,工业现场最好要考虑屏蔽问题(如采用双绞线)； 3) 不要开始时就把需要接的线全接上,只连成最基本的系统,运行良好后,再逐步连接。 4) 一定要搞清楚接地方法,还是采用浮空不接。 5) 开始运行的半小时内要密切观察电机的状态,如运动是否正常,声音和温升情况,发现问题立即停机调整。 7, 步进电机启动运行时,有时动一下就不动了或原地来回动,运行时有时还会失步,是什么问题？一般要考虑以下方面作检查： 1) 电机力矩是否足够大,能否带动负载,因此我们一般推荐用户选型时要选用力矩比实际需要大 50%~100% 的电机,因为步进电机不能过负载运行,哪怕是瞬间,都会造成失步,严重时停转或不规则原地反复动。 2) 上位控制器来的输入走步脉冲的电流是否够大(一般要 >10mA ),以使光耦稳定导通,输入的频率是否过高,导致接收不到,如果上位控制器的输出电路是 CMOS 电路,则也要选用 CMOS 输入型的驱动器。 3) 启动频率是否太高,在启动程序上是否设置了加速过程,最好从电机规定的启动频率内开始加速到设定频率,哪怕加速时间很短,否则可能就不稳定,甚至处于惰态。 4) 电机未固定好时,有时会出现此状况,则属于正常。因为,实际上此时造成了电机的强烈共振而导致进入失步状态。电机必须固定好。 5) 对于 5 相电机来说,相位接错,电机也不能工作。 8, 我想通过通讯方式直接控制伺服电机,可以吗？可以的,也比较方便,只是速度问题,用于对响应速度要求不太高的应用。如果要求快速的响应控制参数,最好用伺服运动控制卡,一般它上面有 DSP 和高速度的逻辑处理电路,以实现高速高精度的运动控制。如 S 加速、多轴插补等。 9, 用开关电源给步进和直流电机系统供电好不好？一般最好不要,特别是大力矩电机,除非选用比需要的功率大一倍以上的开关电源。因为,电机工作时是大电感型负载,会对电源端形成瞬间的高压。而开关电源的过载性能不好,会保护关断,且其精密的稳压性能又不需要,有时可能造成开关电源和驱动器的损坏。可以用常规的环形或 R 型变压器变压的直流电源。 10,我想用±10V或4~20mA的直流电压来控制步进电机,可以吗？可以,但需要另外的转换模块。 11, 我有一个的伺服电机带编码器反馈,可否用只带测速机口的伺服驱动器控制？可以,需要配一个编码器转测速机信号模块。 12, 伺服电机的码盘部分可以拆开吗？禁止拆开,因为码盘内的石英片很容易破裂,且进入灰尘后,寿命和精度都将无法保证,需要专业人员检修。 13,步进和伺服电机可以拆开检修或改装吗？不要,最好让厂家去做,拆开后没有专业设备很难安装回原样,电机的转定子间的间隙无法保证。磁钢材料的性能被破坏,甚至造成失磁,电机力矩大大下降。 14, 伺服控制器能够感知外部负载的变化吗？如遇到设定阻力时停止、返回或保持一定的推力跟进。 15,可以将国产的驱动器或电机和国外优质的电机或驱动器配用吗？原则上是可以的,但要搞清楚电机的技术参数后才能配用,否则会大大降低应有的效果,甚至影响长期运行和寿命。最好向供应商咨询后再决定。 16, 使用大于额定电压值的直流电源电压驱动电机安全吗 ? 正常来说这不是问题,只要电机在所设定的速度和电流极限值内运行。因为电机速度与电机线电压成正比,因此选择某种电源电压不会引起过速,但可能发生驱动器等故障。此外 , 必须保证电机符合驱动器的最小电感系数要求,而且还要确保所设定的电流极限值小于或等于电机的额定电流。事实上,如果你能在你设计的装置中让电机跑地比较慢的话 ( 低于额定电压 ) ,这是很好的。以较低的电压 ( 因此比较低的速度 ) 运行会使得电刷运转反弹较少,而且电刷 / 换向器磨损较小,比较低的电流消耗和比较长的电机寿命。另一方面,如果电机大小的***和性能的要求需要额外的转矩及速度,过度驱动电机也是可以的,但会牺牲产品的使用寿命。 17, 如何为我的应用选择适当的供电电源 ? 推荐选择电源电压值比最大所需的电压高 10%-50% 。此百分比因 Kt, Ke, 以及系统内的电压降而不同。驱动器的电流值应该足够传送应用所需的能量。记住驱动器的输出电压值与供电电压不同 , 因此驱动器输出电流也与输入电流不相同。为确定合适的供电电流,需要计算此应用所有的功率需求,再增加 5% 。按 I = P/V 公式计算即可得到所需电流值。推荐选择电源电压值比最大所需的电压高 10%-50% 。此百分比因 Kt, Ke, 以及系统内的电压降而不同。驱动器的电流值应该足够传送应用所需的能量。记住驱动器的输出电压值与供电电压不同 , 因此驱动器输出电流也与输入电流不相同。为确定合适的供电电流,需要计算此应用所有的功率需求,再增加 5% 。按 I = P/V 公式计算即可得到所需电流值。 18, 对于伺服驱动器我可以选择那种工作方式？不同的模式并不全部存在于所有型号的驱动器中 19, 驱动器和系统如何接地？ a. 如果在交流电源和驱动器直流总线(如变压器)之间没有隔离的话,不要将直流总线的非隔离端口或非隔离信号的地接大地,这可能会导致设备损坏和人员伤害。因为交流的公共电压并不是对大地的,在直流总线地和大地之间可能会有很高的电压。 b. 在多数伺服系统中,所有的公共地和大地在信号端是接在一起的。多种连接大地方式产生的地回路很容易受噪音影响而在不同的参考点上产生流。 c. 为了保持命令参考电压的恒定,要将驱动器的信号地接到控制器的信号地。它也会接到外部电源的地,这将影响到控制器和驱动器的工作(如：编码器的 5V电源)。 d.屏蔽层接地是比较困难的,有几种方法。正确的屏蔽接地处是在其电路内部的参考电位点上。这个点取决于噪声源和接收是否同时接地,或者浮空。要确保屏蔽层在同一个点接地使得地电流不会流过屏蔽层。 20, 减速器为什么不能和电机正好相配在标准转矩点? 如果考虑到电机产生的经过减速器的最大连续转矩,许多减速比会远远超过减速器的转矩等级。如果我们要设计每个减速器来匹配满转矩,减速器的内部齿轮会有太多组合 ( 体积较大、材料多 ) 。这样会使得产品价格高,且违反了产品的“高性能、小体积”原则。 21, 我如何选择使用行星减速器还是正齿轮减速器? 行星减速器一般用于在有限的空间里需要较高的转矩时,即小体积大转矩,而且它的可靠性和寿命都比正齿轮减速器要好。正齿轮减速器则用于较低的电流消耗,低噪音和高效率低成本应用。 22, 何为负载率 (duty cycle)? 负载率 (duty cycle) 是指电机在每个工作周期内的工作时间 / (工作时间 + 非工作时间)的比率。如果负载率低,就允许电机以 3 倍连续电流短时间运行,从而比额定连续运行时产生更大的力量。 23 ,标准旋转电机的驱动电路可以用于直线电机吗？一般都是可以的。你可以把直线电机就当作旋转电机,如直线步进电机、有刷、无刷和交流直线电机。具体请向供应商咨询。 24 ,直线电机是否可以垂直安装,做上下运动？可以。根据用户的要求,垂直安装时我们可以加装动子滑块平衡装置或加装导轨抱闸刹车。 25 ,在同一个平台上可以安装多个动子吗？可以。只要几个动子之间不互相妨碍即可。 26 ,是否可以将多个无刷电机的动子线圈安装于同一个磁轨道上？可以。只要几个动子之间不互相妨碍即可。 27 ,使用直线电机比滚珠丝杆的线性电机有何优点？由于定子和动子之间没有机械连接,所以消除了背隙、磨损、卡死问题,运动更加平滑。突出了更高精度、高速度、高加速度、响应快、运动平滑、控制精度高、可靠性好体积紧凑、外形高度低、长寿命、免维护等特点。 28,如何选用电动缸、滑台、精密平台类产品？其成本是如何计算的？选择致动执行器类产品关键要看您对运动参数有什么样的要求,可以根据您需要的应用来确定具体运动参数等技术条件,这些参数要符合您的实际需要,既要满足应用要求并留有余地,也不要提得太高,否则其成本可能会数倍于标准型产品。举例来说,如果0.1mm精度够用的话,就不要选0.01mm的参数。其它如负载能力、速度等也是如此。另外一个给用户的选型建议是,如果不是必须,推拉力或负重、速度、定位精度这三个主要参数不要同时要求很高,因为致动执行器是一个高精度高技术的机电一体化产品,我们在设计制造时需要从机械结构、电气性能、材料特性、材质和处理方法等多方面考虑并选择相应的组成电机、驱动控制器和反馈装置,以及不同精度等级的导轨、丝杆、支撑座和其它机械系统,使之达到需要的整体运动参数,可谓牵一发动全身的产品。当然,您有高要求的产品需要,我们还是可以满足,只是成本会相应的提高

步进电机控制器选型方法

步进电机的驱动电路本来就是靠时钟脉冲控制的，每个脉冲动一步，可以使用按钮产生这个脉冲，也可以使用脉冲发生器，如果要让它刚好转一圈，可以用带计数的脉冲发生器，比如一圈需要180个脉冲，可以让它发180个脉冲后停下来，这样就刚好转了一圈，前提是步进电机没有发生失步的问题。一般如果负载没有超过电机的扭矩是不会失步的。异步电机如果不配合电动刹车之类的部件，由于惯性作用仍会继续旋转，因而不能实现这种要求，即使有光电或其它传感器也不行。

如果对速度和精度要求不高，可以使用减速器，这样控制的精确度会有所提高，但是仍然比不上步进电机的效果。

步进电机本身在锁定相位时就可以起到锁步的效果，除非施加了超过扭矩的外力才会跳到其它步的位置。如果对方向有要求，即使是步进电机也应该有一个过零检测的光电或其它传感器，这样设备可以自动获知轴有没有转到正确的方向上的信息。

步进电机选型计算

步进电机

是一种作为控制用的特种电机它的旋转是以固定的角度(称为“步距角”)一步一步运行的其特点是没有积累误差(精度为百分之100)所以广泛应用于各种开环控制。步进电机的运行要有一电子装置进行驱动这种装置就是步进电机驱动器它是把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移或者说控制系统每发一个脉冲信号通过驱动器就使步进电机旋转一步距角。所以步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。虽然步进电机已被广泛地应用但步进电机并不能象普通的直流电机交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。

根据要求选型：

1、步进电机转矩的选择

步进电机的保持转矩，近似于传统电机所称的“功率”。当然有着本质的区别。步进电动机的物理结构，完全不同于交流、直流电机，电机的输出功率是可变的。通常根据需要的转矩大小(即所要带动物体的扭力大小)来选择哪种型号的电机。大致说来扭力在0.8N.m以下选择20、28、35、39、42(电机的机身直径或方度，单位mm);扭力在1N.m左右的，选择57电机较为合适。扭力在几个N.m或更大的情况下，就要选择86、110、130等规格的步进电机。

2、步过电机转速的选择

对于电机的转速也要特别考虑。因为电机的输出转矩与转速成反比。就是说步进电机在低速(每分钟几百转或更低转速，其输出转矩较大)，在高速旋转状态的转矩(1000转/分--9000转)就很小了。有些工况环境需要高速电机，就要对步进电动机的线圈电阻、电感等指标进行衡量。选择电感稍小一些的电机作为高速电机，能够获得较大输出转矩。反之要求低速大力矩的情况下，就要选择电感在十几或几十mH,电阻也要大一些为好。

3、步进电机空载起动频率的选择

步进电机空载起动频率通常称为“空起频率”。这是选购电机比较重要的一项指标。如果要求在瞬间频繁启动、停止并且转速在1000转/分钟左右(或更高)通常需要“加速启动”。如果需要直接启动达到高速运转最好选择反应式或永磁电机。这些电机的“空起频率”都比较高。

4、步进电机的相数选择

步进电机的相数选择这项内容，很多客户几乎没有什么重视大多是随便购买。其实不同相数的电机工作效果是不同的。相数越多步距角就能够做的比较小工作时的振动就相对小一些。大多数场合使用两相电机比较多。在高速大力矩的工作环境，选择三相步进电机是比较实用的。

5、针对步进电机使用环境来选择

特种步进电机能够防水、防油用于某些特殊场合。例如水下机器人就需要放水电机。对于特种用途的电机就要针对性选择了。

6、根据您的实际情况可否需要特殊规格定制

特殊规格的步进电机，请和我们沟通在技术允许的范围内，加工订货。例如出轴的直径、长短、伸出方向等。

7、如有必要最好与厂家的技术工程师进一步沟通与确认型号

如有必要最好与厂家的技术工程师进一步沟通，以便于确认你要选择的步进机电能否满足你所要求各方面的指标。

选型原则1. 首先确定步进电机拖动负载所需要的扭矩。首先确定客户需要什么扭矩或者需要带动多大的负载。由于步进电机是控制类电机所以目前常用步进电机的最大力矩不超过 45Nm 力矩越大成本越高，如果您所选择的电机力矩较大或超过此范围可以考虑加配减速装置。2. 确定步进电机的最高运行转速。转速指标在步进电机的选取时至关重要步进电机的特性是随着电机转速的升高扭矩下降其下降的快慢和很多参数有关如 : 驱动器的驱动电压、电机的相电流、电机的相电感、电机大小等等一般的规律是驱动电压越高力矩下降越慢电机的相电流越大力矩下降越慢。在设计方案时应使电机的转速控制在 1500 转 / 分或 1000 转 / 分当然这样说很不规范可以参考〈矩 - 频特性〉

3. 根据负载最大力矩和最高转速这两个重要指标再参考〈矩 - 频特性〉，给客户推荐合适的电机。如果您认为自己选出的电机太大可以考虑加配减速装置这样可以节约成本也可以使您的设计更灵活。要选择好合适的减速比要综合考虑力矩和速度的关系选择出最佳方案。

4. 最后还要考虑留有一定的(如百分之30 )力矩余量和转速余量。

5. 尽量选择混合式步进电机，它的性能高于反映式步进电机。

6. 尽量选取细分驱动器，且使驱动器工作在细分状态。