西门子PROFIBUS-DP通讯模块

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惯性的作用，转子将越过新的平衡位置b点，继续转动，磁阻转矩变为负值，即反方向作用在转子上，因而电机开始减速。随着失调角增大，反向转矩也随之增大，步进电机减速得越快，若不考虑电机的阻尼作用，则转子将一直转到的位置，转子转速减为零。之后电机在反向转矩的作用下，转子向反方向转动，又越过平衡位置点，直至。这样，转子就以点为中心，在的区域内来回做不衰减的振荡，称为无阻尼的自由振荡，连续运行状态

当步进电机在输入脉冲频率较高，其周期比转子振荡过渡过程时间还短时，转子做连续的旋转运动，这种运行状态称为连续运转状态。

①脉冲频率对步进电机工作的影响。随着外加脉冲频率的提高，步进电机进入连续转动状态。在运行过程中具有良好的动态性能是保证控制系统可靠工作的前提。例如，在控制系统的控制下，步进电机经常做启动、制动、正转、反转等动作，并在各种频率下（对应于各种转速）运行，这就要求电机的步数与脉冲数严格相等，既不丢步也不越步，而且转子的运动应是平稳的。但这些要求一般无法同时满足，例如由于步进电机的动态性能不好或使用不当，会造成运行中的丢步，这样，由步进电机的“步进”所保证的系统精度就失去了意义。频共振时步进电机发生了失步。一般情况下，一次失步的步数是运行拍数的整数倍。失步严重时，转子停留在某一位置上或围绕某一位置振荡。

当控制脉冲的频率很高时，脉冲间隔的时间很短，电机转子尚未到达第一次振荡的幅值，甚至还没到达新的稳定平衡位置，下一个脉冲就到来。此时电机的运行已由步进变成了连续

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的转动，转速也比较稳定。

当控制脉冲频率达到一定数值之后，频率再升高，步进电机的负载能力便下降，当频率太高时，也会产生失步，甚至还会产生高频振荡。其主要是受定子绕组电感的影响。绕组电感有延缓电流变化的特性，使电流的波形由低频时的近似矩形波变为高频时的近似三角波，其幅值和平均值都较小，使动态转矩大大下降，负载能力降低。

此外，由于控制脉冲频率升高，控制脉冲频率的升高是获得步进电机连续稳定运行和高效率所需的条件，然而还必须同时注意到运行矩频特性的基本规律和所带负载状态。

*高连续运行频率。步进电机在一定负载转矩下，不失步连续运行的*高频率称为电机的*高连续运行频率或*高跟踪频率。其值越高电机转速越高，这是步进电机的一个重要技术指标。这一参数对某些系统有很重要的意义。例如，在数控机床中，在退刀、对刀及变换加工程序时，要求刀架能迅速移动以提高加工效率，这一工作速度可由*高连续运行频率指标来保证。

*高连续运行频率不仅随负载转矩的增加而下降，而且更主要的是受绕组时间常数的影响。在负载转矩一定时，为了提高*高连续运行频率，通常采用的方法是：第一，在绕组中串入电阻，并相应提高电源电压，这样可以减小电路的时间常数，使绕组的电流迅速上升；第二，采用高、低压驱动电路，提高脉冲起始部分的电压，改善电流波形前沿，使绕组中的电流快速上升。此外，转动惯量对连续运行频率也有一定的影响。随着转动惯量的增加，

起机械阻尼作用的加强，所转过的角位移，也称为步距。步距角θs的大小与定子控制绕组的相数、转子的齿数和通电的方式有关。步距角的大小直接影响步进电机的启动频率和运行频率。两台步进电机的尺寸相同时，步距角小的步进电机的启动、运行频率较高，但转速和输出功率不一定高。

（3）静态步距角误差

静态步距角误差是指实际步距角与理论步距角之间的差值，常用理论步距角的百分数或**值来表示。通常在空载情况下测定，小意味着步进电机的精度高。电机是依据电磁感应原理实现能量转换的，其内部要构成完整的磁路，独立的电路，带电导体之间要相互绝缘，还要有构成电机整体的结构部分。因此，制造电机要用到以下四种材料。

① 电阻率低的导电材料；

② 导磁性能高的铁磁材料；

③ 介电强度高、耐热性好的绝缘材料；

 机械强度高的结构材料。

本节仅讨论铁磁材料的特性。各种电机在通过电磁感应作用而实现能量转换时，磁场是它的媒介。因此，电机中必须具有引导磁通的磁路。为了在一定的励磁电流下产生较强的磁场，电机和变压器的磁路都采用导磁性能良好的铁磁材料制成。

 磁导率及磁场强度