一、步進電機的概述

1、系統(tǒng)常識 ：步進電動機是一種將電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行元件。當步進電動機驅動器接收到一個脈沖信號(來自控制器)，它就驅動步進電動機按設定的方向轉動一個固定的角度 ( 稱為 “ 步距角 ”) ，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。

2 、系統(tǒng)控制 ：步進電動機不能直接接到直流或交流電源上工作，必須使用專用的驅動電源(步進電動機驅動器)?？刂破?脈沖信號發(fā)生器)可以通過控制脈沖的個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。

3 、主要用途 ：步進電動機是一種控制用的特種電機，作為執(zhí)行元件，是機電一體化的關鍵產(chǎn)品之一，隨著微電子和計算機技術的發(fā)展(步進電動機驅動器性能提高)，步進電動機的需求量與日俱增。步進電動機在運行中精度沒有積累誤差的特點，使其廣泛應用于各種自動化控制系統(tǒng)，特別是開環(huán)控制系統(tǒng)。

二、步進電機的工作原理

1、步進電機是一種常用的控制電機，在工業(yè)自動化中被廣泛應用。它能夠根據(jù)外界信號的變化而實現(xiàn)精確的運動控制。步進電機的控制可以分為模擬控制和數(shù)字控制兩類。模擬控制是通過模擬信號，如模擬電壓、模擬電流等，來控制電機的運動。而數(shù)字控制則是通過一組數(shù)字信號，如高電平信號、低電平信號等，來控制電機的運動。

2、步進電機驅動器是一種用于控制步進電機的裝置，它能夠根據(jù)輸入的控制信號，提供步進電機所需的電流和電壓，從而控制步進電機的轉速和力矩。因此，步進電機驅動器可以控制步進電機的轉速和力矩，并能夠實現(xiàn)精確的轉速調節(jié)。

電機的調速方法有多種，下面列舉幾種常見的方法及其原理：

1. 電壓調制調速：這是最簡單和常見的調速方法之一。通過改變電機的供電電壓來控制電機的轉速。降低電壓可以降低電機的轉速，增加電壓可以增加電機的轉速。這種方法適用于直流電機和某些交流電機。

調速電機

2. 脈寬調制(PWM)調速：這種調速方法通過改變電源電壓的占空比來控制電機的轉速。通過周期性地改變電源電壓的高電平和低電平時間比例，控制電機的平均電壓值，從而控制電機的轉速。這種方法廣泛應用于直流電機和三相交流電機。

3. 變頻調速：這是一種基于變頻器的調速方法，適用于交流電機。變頻器將電源的固定頻率交流電轉換為可調頻率和可調電壓的交流電，并通過改變頻率和電壓來控制電機的轉速。這種方法具有較高的調速精度和效果，廣泛應用于工業(yè)領域。

調速電機

4. 極數(shù)調速：對于某些交流電機，通過改變電機的極對數(shù)來實現(xiàn)調速。通過改變電機的繞組連接方式或通過機械方式改變磁極數(shù)，可以改變電機的轉速。

5. 反饋控制調速：這種調速方法通過使用反饋設備(如編碼器或速度傳感器)來測量電機的實際轉速，并與期望轉速進行比較，然后根據(jù)比較結果進行調節(jié)控制。反饋信號可用于閉環(huán)控制系統(tǒng)，使得電機能夠實時調整輸出以達到所需的轉速。

調速電機

這些方法僅是常見的電機調速方法，具體使用哪種方法還要根據(jù)電機類型、應用場景和要求來確定。每種調速方法都有其特定的原理和適用范圍，需要根據(jù)實際情況選擇合適的方法來實現(xiàn)電機的調速控制。

電機控制是指對電機的啟動、調速(加速、減速)、運轉方向和停止進行的控制，不同類型的電機有著不同的工作原理和控制方法。

一、無刷電機

無刷電機是由電機主體和電機驅動板組成的一種沒有電刷和換向器的機電一體化產(chǎn)品。在無刷電機中，換相的工作交由控制器中的控制電路，隨著控制板的應用場景逐漸豐富，控制板開發(fā)技術日益增強，目前無刷電機的發(fā)展方向。

無刷電機采取電子換向，線圈不動，磁極旋轉。無刷電機，是使用一套電子設備，通過霍爾元件，感知永磁體磁極的位置，根據(jù)這種感知，使用電子線路，適時切換線圈中電流的方向，保證產(chǎn)生正確方向的磁力，來驅動電機。

刷電機的優(yōu)點非常的多，其中最主要的就是沒有電刷，沒有電刷在運行的時候就不會產(chǎn)生火花，減少對設備的干擾;重量降低，結構變小;運轉時摩擦力也會減小，降低了噪音;當然機器的磨損率也會降低，使用的期限會加長;維修時也更加簡單。

二、步進電機

步進電機由脈沖控制，通過改變信號脈沖寬度控制電機的方向和速度，每輸入一個脈沖信號，轉子就前進一步，電機就按照設定的方向轉動一定的角度，在非超載的情況下電機驅動只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，誤差小，控制簡單。

首先通過單片機或編程生成PWM信號，PWM信號輸入步進電機控制器，控制器根據(jù)PWM信號寬度控制電機的電壓和相位，達到控制轉速和方向的目的，通過改變PWM信號的占空比調節(jié)電機轉速和方向。

按相數(shù)可以將步進電機分為單相、雙相和多相，單相步進電機由單路脈沖驅動，輸出功率小，可以用在小功率驅動上;多相步進電機受到多方脈沖驅動，功率大，用途廣。按照轉子材料可以分為永磁式、反應式和混合式，永磁式電機動力大，角位移大;反應式電機結構簡單，成本低，角位移小;混合式電機結合了二者的優(yōu)點，角位移小動力大，性能優(yōu)越。

三、直流電機

直流電機是通過電刷將直流電源接通電樞繞組，電樞繞組通過換向器經(jīng)過直流電流與定子繞組磁場發(fā)生作用，推動轉子旋轉。直流電機可以將直流電能轉換為機械能，調速性能優(yōu)越。

直流電機可以分為直流有刷電機和直流無刷電機兩種，區(qū)別就是一個有電刷一個沒有電刷，無刷電機是由驅動器控制電機啟動、制動和停止的，通過接收位置傳感器的信號產(chǎn)生轉矩，接收速度反饋信號調整轉速。相較于直流有刷電機，無刷電機使用干擾小、噪音低、壽命長、維護方便。

隨著電機控制技術的發(fā)展，交流電機在很多領域逐漸興起，交流電機和直流電機有什么區(qū)別?首先是輸入的電源不同，交流電機使用的是交流電源，直流電機則使用直流電源;二是工作方式不同，交流電機的導體是不動的，而磁場旋轉運動，直流電機的導體在不動的磁場中運動;三是用途不同，交流電機一般用在調速要求較低的機器設備中，直流電機啟動、制動性好，可用在調速范圍大的設備中，比如紡織機械、工業(yè)車床、礦山、冶金、化工、印刷等生產(chǎn)機械中。

以上就是關于電機控制知識的總結，可以說只要有運動的地方就需要用到電機，隨著計算機技術、電子電力技術和智能控制的發(fā)展，電機市場得到了快速增長。電機控制不僅可以轉換和傳輸能量，也能進行信息交換和傳遞，未來電機控制需朝著智能化、集成化、專業(yè)化、微型化、節(jié)能化、高效化和一體化的方向發(fā)展，大力提升電機產(chǎn)品的核心競爭力。