步進電機3種工作狀態(tài)分析

步進拖動的特性由驅動線路、機械結構和步進電動機各自的特性所決定。

步進電機的工作狀態(tài)可以分為靜態(tài)、穩(wěn)態(tài)和過渡態(tài)三種。

一、靜態(tài)：

靜態(tài)即指轉子瞬時鎖定狀態(tài)，就是在電機控制繞組里通以直流電流（脈沖頻率f=0），且轉子處于鎖定不懂的狀態(tài)。在這種狀態(tài)時，電機繞組相電流最大，且繞組不進行換裝，因此電機在接通相里（非全部的）發(fā)出不均勻的熱。發(fā)熱是最嚴重的狀態(tài)之一。

二、穩(wěn)態(tài)：

穩(wěn)定同步狀態(tài)發(fā)生在控制脈沖的頻率恒定的情況下。此時轉子恒速轉動，也可認為是相對于同步速度做周期性的波動。這種狀態(tài)可分為極限（即連續(xù)頻率下）和非極限兩類。

電機輸出軸在一定負載下的最大脈沖頻率fmax和轉子相應的最大轉速nmax就是極限同步狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，轉子實際上是均勻無搖擺的旋轉。這種狀態(tài)要在一定的啟動程序下才能達到。當脈沖頻率高于fmax時，轉子就不同步了（即失步）。

在控制頻率小于fmax時，電機就處于非極限穩(wěn)定狀態(tài)。這種狀態(tài)常常包含轉子的穩(wěn)定搖擺（振蕩），而在共振頻率區(qū)域這種搖擺特別危險。

三、基本過渡狀態(tài)：

（1）當頻率從零突變到啟動fq時，電機轉子的速度從零加速到以極限速度啟動（通常把運動極限頻率稱為空載最高情動頻率）。高于這個最大突變頻率fq（通常稱為啟動頻率或者靈敏度頻率）使電機不失步地啟動是不可能的。

（2）當突然中斷控制脈沖時，電機從穩(wěn)定同步狀態(tài)急劇減速到停車鎖定，這個穩(wěn)定同步狀態(tài)時頻率稱為穩(wěn)定極限剎車頻率fs。高于這個頻率時，進行無滑動剎車是不可能的，只有逐步降頻再剎車才能保證不過沖。

（3）電機反轉，當突然變更繞組換接的交替順序時，轉子從一個旋轉方向的穩(wěn)定同步轉臺突變到相反專項的另一個穩(wěn)定同步狀態(tài)。這里也存在一個極限反轉頻率ft。高于此頻率，轉子就失步，即與所給程序信息有誤差。

啟動，剎車和反轉可以在各種各樣（非零的）的初始條件（角度θ和轉速η）下實現(xiàn)。

但是，初始條件強烈的影響fq，fs和ft的具體數(shù)值，拖動計算因而是困難的。因此，在研究電機頻率特性時應該負有初始條件，而且在設計程序中硬開率初始條件。同樣，在選用電機時，也應該詳細了解這些頻率特性的實驗條件，以及數(shù)據(jù)獲得的情況（包括初始條件）。