1.4　步進(jìn)電機(jī)的主要性能指標(biāo)

（1）最大靜轉(zhuǎn)矩Tmax

最大靜轉(zhuǎn)矩Tmax是指在規(guī)定的通電相數(shù)下矩角特性上的轉(zhuǎn)矩最大值。通常在技術(shù)數(shù)據(jù)中所規(guī)定的最大靜轉(zhuǎn)矩是指一相繞組通以額定電流時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩值。

按最大靜轉(zhuǎn)矩的大小可把步進(jìn)電機(jī)分為伺服步進(jìn)電機(jī)和功率步進(jìn)電機(jī)。伺服步進(jìn)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩較小，有時(shí)需要經(jīng)過液壓力矩放大器或伺服功率發(fā)電系統(tǒng)放大后再去帶動(dòng)負(fù)載。而功率步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩一般大于4.9N·m，它不需要力矩放大裝置就能直接帶動(dòng)負(fù)載，從而大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，提高了傳動(dòng)的精度。

（2）步距角θs

步距角是指步進(jìn)電機(jī)在一個(gè)電脈沖作用下（即改變一次通電方式，通常又稱一拍）轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn)過的角位移，也稱為步距。步距角θs的大小與定子控制繞組的相數(shù)、轉(zhuǎn)子的齒數(shù)和通電的方式有關(guān)。步距角的大小直接影響步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)頻率和運(yùn)行頻率。兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)的尺寸相同時(shí)，步距角小的步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行頻率較高，但轉(zhuǎn)速和輸出功率不一定高。

（3）靜態(tài)步距角誤差Δθs

靜態(tài)步距角誤差Δθs是指實(shí)際步距角與理論步距角之間的差值，常用理論步距角的百分?jǐn)?shù)或絕對(duì)值來表示。通常在空載情況下測(cè)定，Δθs小意味著步進(jìn)電機(jī)的精度高。

步進(jìn)電機(jī)的精度由靜態(tài)步距角誤差來衡量。從理論上講，每一個(gè)脈沖信號(hào)應(yīng)使電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過同樣的步距角。但實(shí)際上，由于定、轉(zhuǎn)子的齒距分度不均勻，定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙不均勻或鐵芯分段時(shí)的錯(cuò)位誤差等，都會(huì)使實(shí)際步距角和理論步距角之間存在偏差，由此決定靜態(tài)步距角誤差。在實(shí)際測(cè)定靜態(tài)步距角誤差時(shí)，既要測(cè)量相鄰步距角的誤差，還要計(jì)算步距角的累計(jì)誤差。步進(jìn)電機(jī)的最大累計(jì)誤差是取電機(jī)轉(zhuǎn)軸的實(shí)際停留位置超過及滯后理論停留位置、兩者各自的最大誤差值的絕對(duì)值之和的一半來計(jì)算。靜態(tài)步距角誤差直接影響到角度控制時(shí)的角度誤差，也影響到速度控制時(shí)的位置誤差，并影響到轉(zhuǎn)子的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定度的大小。因此，應(yīng)盡量設(shè)法減小這一誤差，以提高精度。

（4）啟動(dòng)頻率fst和啟動(dòng)頻率特性

啟動(dòng)頻率fst是指步進(jìn)電機(jī)能夠不失步啟動(dòng)的最高脈沖頻率。技術(shù)數(shù)據(jù)中給出空載和負(fù)載啟動(dòng)頻率。啟動(dòng)頻率是一項(xiàng)重要的性能指標(biāo)。

（5）運(yùn)行頻率fru和運(yùn)行矩頻特性

運(yùn)行頻率fru是指步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)后，控制脈沖頻率連續(xù)上升而不失步的最高頻率。通常在技術(shù)數(shù)據(jù)中也給出空載和負(fù)載運(yùn)行頻率，運(yùn)行頻率的高低與負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小有關(guān)，所以又給出了運(yùn)行矩頻特性。

提高運(yùn)行頻率對(duì)于提高生產(chǎn)率和系統(tǒng)的快速性具有很大的實(shí)際意義。由于運(yùn)行頻率比啟動(dòng)頻率高得多，所以在使用時(shí)，通常采用能自動(dòng)升、降頻控制線路，先在低頻（不大于啟動(dòng)頻率）下進(jìn)行啟動(dòng)，然后再逐漸升頻到工作頻率，使電機(jī)連續(xù)運(yùn)行，升頻時(shí)間在1s之內(nèi)。

步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制系統(tǒng)中的一種執(zhí)行元件，其功能是將脈沖電信號(hào)變換為相應(yīng)的角位移或直線位移，其位移量與脈沖數(shù)成正比，其轉(zhuǎn)速或線速度與脈沖頻率成正比，它能按照控制脈沖的要求，迅速啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)和無級(jí)調(diào)速；工作時(shí)能不失步，精度高，停止時(shí)能鎖住。鑒于以上特點(diǎn)，步進(jìn)電機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，特別是在開環(huán)數(shù)字程序控制系統(tǒng)中作為傳動(dòng)元件而得到廣泛的應(yīng)用。