步进电机中的相数是什么意思？_百度知道
步进电机中的相数是什么意思？
步进电机的相数：　　是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同，其步距角也不同，一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72° 。在没有细分驱动器时，用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器，则‘相数’将变得没有意义，用户只需在驱动器上改变细分数，就可以改变步距角。
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步进电机几相几线？
绕线机上用的步进电机一般是几相的？怎么有的有4线、6线、8线，如何区分几相几线？是几相就有几线吗？还有57BYGH250D17这个型号的步进电机，数字和字母各表示什么意思？
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　　步进电机线数：指的是从电机中引出线的条数。　　步进电机的相数：是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同，其步距角也不同，一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72° 。在没有细分驱动器时，用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器，则‘相数’将变得没有意义，用户只需在驱动器上改变细分数，就可以改变步距角。
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对于几线对应几相可以网上查步进电机结构资料，但可以明确说，绝对不是几线就是几相。另57BYGH250D17型号对应分别为：57--机座号，BYG--混合式，2---相数（有时也表示4相，因为4相可以作2相用），50--转子齿数，其他我也不太清楚了
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一文看懂HB混合式步进电机与相数、转子齿数、主极数的关系
　　混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点，分为两相和五相，两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度，这种步进电机的应用最为广泛。
　　在我们已经详细的了解到了它的结构及工作原理，接下来小编将带领大家来详细了解一下HB型混合式步进电机与相数、转子齿数、主极数的关系。本文首先介绍的是步进电机相数、转子齿数和主极数的表达式，其次介绍了相内及相间磁路的一般形式。
　　步进电机相数、转子齿数和主极数的表达式
　　如HB型步进电机为P相，转子齿数则依据式&s=180&/PNr可知其步距角久为&s=180&/PNr。此时，定子1相主极数（A&杠A&相的总和）为m个，均匀配置，其内径配置的多个细齿齿数相同。转子永久磁铁产生磁通的磁路如下图中的虚线所示，在A&杠A&间形成闭合磁路。与后面叙述的三相HB和五相HB型等奇数相不完全相同，在A&杠A&间不能形成闭合磁路，需要跨接到B相、C相等其他相形成闭合磁路。前者被称为相内磁路式，后者称为相间磁路式。
　　两相HB型步进电机皆为相内磁路，而三相HB型步进电机存在相内磁路和相间磁路两种形式。下图为三相HB型步进电机，有6个磁极，极上并没有小齿，转子齿数也少，此图描述了定子和转子的磁通路径，其中（a）为相内磁路，（b）为相间磁路。
　　例如图（a）相内磁路的情况，定子主极A1与相邻B相的B1或C相的C2，向下一相激磁时，会对与A1同极性的转子齿产生吸引力。在永久磁铁后侧的五个转子齿用剖面线表示，其与前侧的转子齿极性相反。同样图（b）为相间磁路，定子主极A1与相邻B相的B1或C相的C2，向下一相激磁时，会对与A1异性的转子齿产生吸引力。永久磁铁后侧的四个转子齿用剖面线表示，与前侧转子齿极性相反，与（a）磁路相同。
　　相内磁路的一般形式
　　如下图（a）为相内磁路，主磁极共有mP个，由于节距相等，相邻相的A相和B相之间的节距①为360&/mP。当A相通激磁电流时，其磁极与转子极性相反的齿相对应，当再给B相通电，并在B磁极上产生与A相相同的极性时，转子齿转动到B相上。为简化起见，图中A、B相定子齿由多齿简化为单齿。
　　此时，与A相相对的转子齿与B相其次要相对的转子齿的节距②如图所示为360&n/Nr（n为整数），则步距角为①与②之差：
　　将式&s=180&/PNr代入上式中：
　　Nr=m（nP&1/2）
　　此为相内磁路时，转子齿Nr与相数P、主极数m的表达式。上式中Nr必为整数，否则没有意义。此时要注意m必须为偶数。
　　两相HB型混合式步进电机，当P=2时，主极为8（m=4）代入上式，得：Nr=8n&2
　　此为两相HB型混合式步进电机的关系式。两相HB型步进电机的步距角为通常的1. 8&，将n=6代入上式，得Nr=50。
　　两相HB型混合式步进电机定子主极为8，转子齿为50个的结构如下图所示。
　　两相HB型步进电机的步距角为0.9&，定子主极为16，m=8，n=6，得转子齿为100个的结构如下图所示。
　　两相3.6&步进电机定子主极为4（在定转子间会产生不平衡电磁力，所以不鼓励使用此结构）时，依式Nr=m（nP&1/2），当P = 2，m=2，n=6时，得Nr=25。 小图为两相，定子4主极，3.6&的步进电机结构，其外形为42mm步进电机， 用于5寸48TPI的FDD（软盘驱动器）上。当为三相时，由式Nr=m（nP&1/2），m=4，n=4，P=3，得Nr=50。定子主极数为mP=12，步距角&s为1.2&。
　　相间磁路的一般形式
　　上图：不同磁路与步距之间的关系中图（b）为相间磁路，定子节距相等，主极数合计为mP个，相邻 A相和B相之间的节距①与相内磁路节距相同，为360&/mP。A相激磁，与其极性相反的转子齿相对吸引。其次给B相激磁产生与A相相同的极性，吸引相应的转子齿。为便于理解，将多齿结构简化为单齿结构。
　　此时，与A相所对转子齿和B相将相对的转子齿之间的节距②为360&（n&1/2）/Nr（n整数），如图所示。故步距角为①和②之差：
　　如相间磁路为三相，令P=3，则：
　　Nr=m（3n&1）
　　三相时，主磁极为3的倍数，最简单的三相3主极时，m=1变成下式：
　　Nr=3n&1
　　下图为n=3，Nr=8的结构图，用上式Nr=3n&1和&s=180&/PNr，可计算求得Nr和&s，如下表所示。
　　设计时要注意，三主极的HB型步进电机会产生不平衡电磁力。由于只用三个线圈，所以对用于低价电动机的应用场合很有吸引力。
　　三相，定子6主极时，m=2，得下式：Nr=2（3n&1）。n=3，Nr=16，步距角3.75&的电机结构如下图所示。
　　三相，定子9主极时，m=3，则Nr=3（3n&1）。n=7，Nr=60，步距角1&的电机，轴向剖视如下图所示。
　　三相，定子12主极时，m=4，则Nr=4（3n&1）。n=8，Nr=100，步距角0.6&的步进电机轴向剖视图如下图所示：
　　上述简要介绍了相内磁路和相间磁路，以及定子主极等节距对称情况下HB型混合式步进电机的相数、主极数和转子齿数之间的关系表达式。不仅设计电机时要了解这些基本原理，而且使用电机时也要系统了解电机的结构、性能、外形尺寸，并能够依据相数和步距角推出电机内部结构及解决问题的方法。
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所谓“相数”，就是线圈组数。二、三、四、五相步进电机分别对应有2、3、4、5组线圈。N 相步进电机有 N 个绕组，这 N 个绕组要均匀地镶嵌在定子上，因此定子的磁极数必定是 N 的整数倍，因此，转子转一圈的步数应该是 N 的整数倍；也就是说：3 相步进电机转一圈的步数是 3 的整数倍，4 相步进电机转一圈的步数是 4 的整数倍，5相步进电机转一圈的步数是 5 的整数倍；如果步进电机的基本步距角为 θ ，转一圈的步数是 M ，步进电机的相数是 N 则有下述关系：θ=360/M 由于上述机械对称原理，M 必然是相数 N 的整数倍。跟据以上分析可以看出，基本步距角是不能取任意值的。步进电机外部的接线和相数没有必然的联系。是根据实际运用的需要来决定的。比如说8根引出线的二/四相电机，可以根据使用要求并接成4根线的二相电机，也可以并接成5根线或6根线的四相电机。有六个引出线既可能是3相电机,也可能是2/4相电机,还可能是5相电机. 万用表放到X1挡量一下, 1.能分成三个独立的绕组的是3相电机; 2.如果三个头相通,而同另外三个头不通,则是2/4相步进电机; 3.如果是5相步进电机,则5根线对应5相,另一根是公共端. 不同相数电机引出线大概罗列一下：1、二相电机：引出线可以是4根或8根。2、四相电机：引出线可以是5根、6根或8根。3、三相电机：引出线可以是3根或6根。4、五相电机：引出线可以是5根、6根或10根。
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常用两相步进电机和驱动器参数了解
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两相步进电机和驱动器，在自动化机电传动中广泛使用，步进电机和驱动器几项重要参数了解，有助在设备配套选择应用。
1、& & & & 步进电机步距角：
市面上最常用的两相步进电机，两相步进电机的运行方式以步进运行方式，200步为一转，即每步的步距角是1.8度（360/200=1.8），两相步进电机驱动器以发脉冲方式驱动，1个脉冲周期步进电机步进一个步距角，因此，电机一转需200个脉冲周期。
2、& & & & 驱动器细分与精度关系：
步进电机运行以步进方式，一个步距角1.8度，在应用中其传动精度不足达到要求，需要更高的精度的步距角，则必须电机控制的驱动器来实现，因此，驱动器在步距角1.8度中再细分步距角精度，如100细分后1.8/100，其精度提高为每个脉冲步距角为0.018度，一转所需20000个脉冲（0.018*），其细分越大，步距角精度越高。
但很多人对细分越大是否能提高精度存有质疑，在这里先必须了解两个概念，计算精度和实际精度。计算精度在细分中肯定是提高的，计算中细分越大，其计算结果保留更高精度，同时也要求控制系统计算精度和运行速度也须提高。而实际实精度不取决细分大小而改变其电机本身精度，只可改善步距角内所实现细步运行，也就是细分后相对提高步距角精度，电机本身的机械工艺误差和磁场偏差仍然存在的。加大细分是提高计算精度，和相对提高运行精度及运行平滑性。
因此，在控制系统技术可支持下，细分越大越好。
而加大细分多大，是否越大越好，这要视应用者视控制系统而定，因为越大细分，控制系统要求越高，不然速度会非常慢，不利运行效率。如用户采用普通的plc来控制步进驱动，普通plc输出脉冲频率才20KHZ(20000HZ).，这样驱动细分不能太大，不然转速会很慢，驱动器选择100细分，一转所需20000个脉冲，这样电机转速是60转/分钟，速度很慢。
3、& & & & 控制脉冲频率、驱动器细分与转速：
步进电机的转速是与上位机发出的脉冲给进量有关，即脉冲的频率来控制电机转速，可以通过控制器发出脉冲频率计算出步进电机的转速。
& &步进电机转速 = 频率 * 60 /200*x （或 =频率 * 60 /一转脉冲数）
& && && &步进电机的转速单位是： 转/分钟
& && && &频率单位是：HZ(赫兹)
& && && &X：实指细分倍数
& && && &常数60：60秒即1分钟
& && && &常数200：两相步进电机一转基本步距角数（即电机磁极对数）
& &例如：控制器发出脉冲频率20000HZ（20KHZ）时，以下不同细分的电机转速
& && && & 套公式：(20000HZ * 60) / (200 * X)
& && && & X：设细分& && &&&转速
& && && & 1& & & && && && && && &6000转/分钟
& && && & 20& && && && && & 300转/分钟
& && && & 100& && && && &&&60转/分钟
4、& & & & 扭矩、转速、电流/功率：
扭矩单位是N.M(牛.米)，即电机以轴半径臂长负载的扭力，
扭矩计算公式：T=9550P/n
式中：P—功率(kW)
n—电机的额定转速r/min
T—扭矩牛.米(N.M)
从公式了解，扭矩与速度成反比，和功率成正比。
步进电机所标称其中参数--扭矩，是电机静态时的最大扭力，这扭力参数值不代表在电机运行时不同转速下可负载的扭矩，因为运行时功率不变下提高转速，电机扭矩越低。因此在选购步进电机时，了解设备运行要求转速和负载扭力计算对参数选择。
开环步进电机驱动器的电流设置，是相对于步进电机额定电流而设置，驱动器电流设置对应电机额定电流时，电机静态扭力就是标称其最大静态扭力值。但因为电机静态时，属全功率状态，电流最大，电机发热，不可以长时间大电流工作，因此，驱动器加设有静态半电流设置。
开环步进电机驱动器无法识别电机运行时的电流和控制调节，驱动器是恒定电流控制模式，而电机运行时，因转速快慢和负载变化，产生电机运行时电流大小变化，驱动器无法自动调节恒定扭矩，造成步进电机出现失步和堵转现象。因此，选择开环步进电机扭矩时，需选择大于应用设备运行负载的电机扭矩参数。
开环步进电机转速，在扭矩公式可以看出，电机转速越高，扭矩就越低。要提高电机转速，同时保持较大有效扭矩，则需提高电机的运行功率来提高扭矩，而开环驱动器是以电流恒定控制，这样，需提高运行功率，则只有加大驱动电压来达到电机运行时功率，从而使电机提高相应转速，保持扭矩。
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