为什么步进电机的力矩会随转速的升高而下降?

 矩频特性是步进电机固有特性，步进电机不是恒力矩输出，当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动 势越大。在它的作用下，电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。

     因此用户在选择步进电机时必须谨慎选择。

 

如何克服两相混合式步进电机在低速运转时的振动和噪声?

步进电机低速转动时振动和噪声大是其固有的缺点，俗称共振区，共振区的范围常常在每分钟0转到200转的范围内，一般可采用以下方案来克服：

A.如步进电机正好工作在共振区，可通过改变减速比等机械传动避开共振区；

B.采用带有细分功能的驱动器，这是最常用的、比较简便的方法，所以目前通用的步进电机驱动器都是细分型的，但是因两相步进电机的结构特点，无法彻底解决；

C.换成步距角更小的步进电机，如三相步进电机，这是最显著有效的方法；

D.在电机轴上加磁性阻尼器，市场上已有这种产品，但机械结构改变较大，成本较高。

 

步进电机发热的问题及对策

1、 步进电机为什么会发热

对于各种步进电机而言，内部都是由铁芯和绕组线圈组成的。绕组有电阻，通电会产生损耗，损耗大小与电阻和电流的平方成正比，这就是我们常说的铜损，如果电流不是标准的直流或正弦波，还会产生谐波损耗；铁心有磁滞涡流效应，在交变磁场中也会产生损耗，其大小与材料，电流，频率，电压有关，这叫铁损。铜损和铁损都会以发热的形式表现出来，从而影响电机的效率。步进电机一般追求定位精度和力矩输出，效率比较低，电流一般比较大，且谐波成分高，电流交变的频率也随转速而变化，因而步进电机普遍存在发热情况，且情况比一般交流电机严重。

 

2、步进电机发热的合理范围： 

电机发热允许到什么程度，主要取决于电机内部绝缘等级。内部绝缘性能在高温下（130度以上）才会被破坏。所以只要内部不超过130度，电机便不会损坏，而这时表面温度会在90度以下。所以，步进电机表面温度在70-80度都是正常的。简单的温度测量方法有用点温计的，也可以粗略判断：用手可以触摸1-2秒以上，不超过60度；用手只能碰一下，大约在70-80度；滴几滴水迅速气化，则90度以上了。

 

3、步进电机发热随速度变化的情况：

采用恒流驱动技术时，步进电机在静态和低速下，电流会维持相对恒定，以保持恒力矩输出。速度高到一定程度，电机内部反电势升高，电流将逐步下降，力矩也会下降。因此，因铜损带来的发热情况就与速度相关了。静态和低速时一般发热高，高速时发热低。但是铁损（虽然占的比例较小）变化的情况却不尽然，而电机整个的发热是二者之和，所以上述只是一般情况。

 

4、发热带来的影响：

电机发热虽然一般不会影响电机的寿命，对大多数客户来说没必要理会。但是，严重的发热会带来一些负面影响。如电机内部各部分热膨胀系数不同导致结构应力的变化和内部气隙的微小变化，会影响电机的动态响应，高速会容易失步。又如有些场合不允许电机的过度发热，如医疗器械和高精度的测试设备等。因此对电机的发热应当进行必要的控制。

 

5、如何减少电机的发热：

 

减少发热，就是减少铜损和铁损。 减少铜损有两个方向，减少电阻和电流，这就要求在选型时尽量选择电阻小和额定电流小的电机，对两相电机，能用串联的电机就不用并联电机。但是这往往与力矩和高速的要求相抵触。对于已经选定的电机，则应充分利用驱动器的自动半流控制功能和脱机功能，前者在电机处于静态时自动减少电流，后者干脆将电流切断。另外，细分驱动器由于电流波形接近正弦，谐波少，电机发热也会较少。 减少铁损的办法不多，电压等级与之有关，高压驱动的电机虽然会带来高速特性的提升，但也带来发热的增加。所以应当选择合适的驱动电压等级，兼顾高速性，平稳性和发热，噪音等指标。

 

 

为什么步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声?

步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉 冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频（电机转速从低速升到高速）。

     PLC控制的加速为斜率，常用的加速时间为100到500毫秒，单片机的加速过程可以做成曲线，曲线加速更平稳，相同条件下可比斜率达到更高的最高转速。

    步进电机从高速到停止也必须有减速过程，否则会导致步进电机过冲，且突然高速赌转会损伤步进电机驱动器

步进系统干扰问题的解决方法

在许多场合，因为步进电机的电流电压较高，比如YK3822MA最大输出电流8A，电压325V，再加上其外壳未采用铝合金外壳进行磁屏蔽，因此对高灵敏的接收机系统造成干扰，使其无法工作，并且干扰电源，尤其在高频时，可能造成控制系统的单片机和上位机无法进行正常通讯，严重者造成单片机死机，给正常使用造成了困难，因此干扰问题必须加以解决。

1、加装电源滤波器，减少对交流电源的污染。

2、“一点接地”原则。将电源滤波器的地、驱动器PE（地）（驱动器与机箱底板绝缘）、控制脉冲PULSE-和方向脉冲DIR-短接后的引出线、电机接地线、驱动器与电机之间电缆防护套、驱动器屏蔽线均接到机箱壁上的接地柱上，并要求接触良好。

3、尽量加大控制线与电源线（L、N）、电机驱动线（U、V、W）之间的距离， 避免交叉.比如我们在处理双轴驱动系统中两个处在同一机箱的驱动器安装位置时,一个驱动器铭牌朝前，另一个则朝后，并在结构布置上使这些引线尽量短。

4、使用屏蔽线减轻外界对自己的干扰，或自己（电源线）对外界的干扰。