技術(shù)分享
當(dāng)前位置：三菱PLC > 技術(shù)服務(wù) > 技術(shù)分享三菱步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動常見問題解答
1、什么是三菱步進(jìn)電機(jī)?
三菱步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是三菱是伺服電機(jī)的一種！通俗一點講：當(dāng)步
進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（即步距角）。
步進(jìn)電機(jī)適用于精確調(diào)速和定位的場合:通過控制上位機(jī)發(fā)出的脈沖的頻率變化控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和
加速度，達(dá)到調(diào)速的目的；通過控制上位機(jī)發(fā)出的脈沖的個數(shù)控制電機(jī)角位移量，達(dá)到精確定位的目的
。上位機(jī)類型有 PLC、運動控制器、運動控制板卡、單片機(jī)等。
2、步進(jìn)電機(jī)分哪幾種
步進(jìn)電機(jī)分三種：永磁式（PM）,反應(yīng)式（VR）和混合式（HB）。
永磁式步進(jìn)電機(jī)一般為兩相步進(jìn)電機(jī)，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步距角一般為 7.5°或
15°。
反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)一般為三相步進(jìn)電機(jī)，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步距角一般為 1.5°，
但噪聲和振動都很大，
在歐美等發(fā)達(dá)國家 80 年代已被淘汰。
混合式步進(jìn)是吸取了永磁式和反應(yīng)式優(yōu)點、結(jié)構(gòu)更加先進(jìn)的類型，應(yīng)用最為廣泛。
混合式步進(jìn)電機(jī)從類型上可以分為兩相、三相和五相，通常采用的步距角如下：
兩相整步步距角為 1.8°，三相整步步距角為 1.2°，五相整步步距角為 0.72°。
3、三菱步進(jìn)電機(jī)的"保持轉(zhuǎn)矩"和"定位轉(zhuǎn)矩"有何不同？
保持轉(zhuǎn)矩是指電機(jī)各相繞組通額定電流，且處于靜態(tài)鎖定狀態(tài)時，電機(jī)所能輸出的最
大轉(zhuǎn)矩。是電機(jī)選型時最重要的參數(shù)之一。
定位轉(zhuǎn)矩是指電機(jī)各相繞組不通電且處于開路狀態(tài)時，由于混合式電機(jī)轉(zhuǎn)子上有永
磁材料產(chǎn)生磁場，從而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。一般定位轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)小于保持轉(zhuǎn)矩。是否存在定位轉(zhuǎn)矩是混
合式步進(jìn)電機(jī)區(qū)別于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的重要標(biāo)志。
4、三菱步進(jìn)電機(jī)的精度為多少？是否累積?
一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步距角的 3～5%，且不累積。
5、三菱步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱是否屬于正?，F(xiàn)象，一般溫度范圍是多少?
步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用場合一般追求定位精度和力矩輸出，效率比較低，電流比較大，且諧波
成分高，電流交變的頻率也隨轉(zhuǎn)速而變化，因而步進(jìn)電機(jī)普遍存在發(fā)熱情況，且情況比一般
交流電機(jī)嚴(yán)重。步進(jìn)電機(jī)表面溫度在 60～70 度都是正常的。
6、如何改變步進(jìn)電機(jī)的方向？
1）可以通過改變上位機(jī)的方向信號使電機(jī)改變方向。
2）可以調(diào)整電機(jī)的接線來改變方向，具體做法如下：
對于兩相電機(jī)，只需將其中一相的電機(jī)線交換接入驅(qū)動器即可，如 A+和 A-交換。
對于三相電機(jī)，將任意兩相的電機(jī)線交換， 如：U、V、W 三相，交換 U、V 兩相就可。對于五相電機(jī)
，將原相序 A、B、C、D、E 改為 E、D、C、B、A 接入驅(qū)動器即可。
7、為什么三菱步進(jìn)電機(jī)通電后，電機(jī)不能正常運行？
有以下幾種原因會造成電機(jī)運行不正常：
1）上位機(jī)是否有脈沖信號給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，脈沖信號接線是否有問題。
2）電機(jī)線接線是否正確。
3）是否過載、堵轉(zhuǎn)（此時電機(jī)有嘯叫聲，聲音會隨頻率的變化而變化）。
4）電機(jī)是否處于脫機(jī)狀態(tài)。
8、三菱步進(jìn)電機(jī)抖動，不能連續(xù)運行，怎么辦？
遇到這種情況，首先檢查電機(jī)線與驅(qū)動器連接有沒有接錯；檢查輸入脈沖信號的頻率
是否太高；是否升降頻控制不合理；判斷電機(jī)轉(zhuǎn)速是否在振動區(qū)內(nèi)。
9、三菱步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的脫機(jī)信號 FREE 一般在什么情況下使用?
當(dāng)脫機(jī)信號 FREE 為低電平時，驅(qū)動器輸出到電機(jī)的電流被切斷，電機(jī)轉(zhuǎn)子處于自由
狀態(tài)（脫機(jī)狀態(tài)）。在有些自動化設(shè)備中，如果在驅(qū)動器不斷電的情況下要求直接轉(zhuǎn)動電機(jī)
軸（手動方式），就可以將 FREE 信號置低，使電機(jī)脫機(jī)，進(jìn)行手動操作或調(diào)節(jié)。手動完成
后，再將 FREE 信號置高，以繼續(xù)自動控制。 在電磁干擾比較大的場合，如果用不到脫機(jī)信
號，建議 FREE+與 FREE-用導(dǎo)線短接或者 COM 與 FREE 短接，防止 FREE 信號受到外界干擾到
10、如何選擇三菱步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的供電電壓？
電源電壓通常根據(jù)電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速和響應(yīng)要求來選擇。如果電機(jī)工作轉(zhuǎn)速較高或響應(yīng)
要求較快，那么電壓取值也高，但需注意電源電壓的紋波不能超過驅(qū)動器的最大輸入電壓，
否則可能損壞驅(qū)動器。如果選擇較低的電壓則有利于步機(jī)電機(jī)的平穩(wěn)運行，振動小。
11、如何選擇三菱步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的供電電源？
首先確定驅(qū)動器的供電電壓，然后確定工作電流；供電電源電流一般根據(jù)驅(qū)動器的輸出
相電流來確定。如果采用線性電源，電源電流一般可取驅(qū)動器輸出相電流的 1.1～1.3 倍；
如果采用開關(guān)電源，電源電流一般可取驅(qū)動器輸出相電流的 1.5～2.0 倍。
12、細(xì)分三菱驅(qū)動器的細(xì)分是否能提高精度?
細(xì)分也叫微步，主要目的是削弱步進(jìn)電機(jī)的低頻振動和噪音。采用細(xì)分可以提高電機(jī)
的分辨率，即每個脈沖轉(zhuǎn)過的步距角更小，比如對步距角為 1.8°的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，
如果驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)置為 4，那么每個脈沖使電機(jī)旋轉(zhuǎn) 0.45°，電機(jī)的分辨率也就為
0.45°，但是電機(jī)的定位精度能否達(dá)到或接近 0.45°，還取決于細(xì)分驅(qū)動器的細(xì)分電流控
制精度等其它因素。不同廠家的細(xì)分驅(qū)動器精度可能差別很大，細(xì)分?jǐn)?shù)越大精度越難控制。
13、為什么三菱步進(jìn)電機(jī)的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降?
當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動時，電機(jī)各相繞組中會產(chǎn)生反向電動勢，頻率越高，反向電動勢越大。
在它的作用下，電機(jī)的相電流隨頻率（或速度）的升高而減小，從而導(dǎo)致力矩下降。
14、為什么三菱步進(jìn)電機(jī)低速時可以正常運轉(zhuǎn),但若高于一定速度
就無法啟動,并伴有嘯叫聲?
步進(jìn)電機(jī)有一個技術(shù)參數(shù)：空載啟動頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動的
脈沖頻率?？蛰d啟動頻率是在一定的細(xì)分、驅(qū)動電壓等條件下測得的數(shù)據(jù)，當(dāng)用戶采用的細(xì)
分?jǐn)?shù)不同時，該值也會有變化，把空載啟動率轉(zhuǎn)化為空載啟動轉(zhuǎn)速會有助于實際的應(yīng)用?？?/span>
載啟動轉(zhuǎn)速（或?qū)?yīng)于某細(xì)分下的空載啟動頻率）也受驅(qū)動電壓的影響，電壓越高空載啟動
轉(zhuǎn)速相對越高。
如果電機(jī)啟動時高于空載啟動轉(zhuǎn)速，則不能正常啟動，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有
負(fù)載的情況下，啟動轉(zhuǎn)速（也就是啟動頻率）應(yīng)該更低。如果要使電機(jī)高速轉(zhuǎn)動，脈沖頻率
應(yīng)該有加速過程，即啟動頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機(jī)轉(zhuǎn)速從低速
升到高速）。
15、如何克服步進(jìn)電機(jī)在低速運轉(zhuǎn)時的振動和噪聲?
步進(jìn)電機(jī)低速轉(zhuǎn)動時振動和噪聲大是其固有的缺點，一般可采用以下方案來克服：
1）采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動器，這是最常用的、最簡便的方法。
2）如果步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速正好工作在振動區(qū)內(nèi)，可通過改變機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的減速比從而改變電
機(jī)轉(zhuǎn)速的方式
避開振動區(qū)。
3）換成三菱交流伺服電機(jī)，可以克服振動和噪音。
三菱步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是三菱是伺服電機(jī)的一種！通俗一點講：當(dāng)步
進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（即步距角）。
步進(jìn)電機(jī)適用于精確調(diào)速和定位的場合:通過控制上位機(jī)發(fā)出的脈沖的頻率變化控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和
加速度，達(dá)到調(diào)速的目的；通過控制上位機(jī)發(fā)出的脈沖的個數(shù)控制電機(jī)角位移量，達(dá)到精確定位的目的
。上位機(jī)類型有 PLC、運動控制器、運動控制板卡、單片機(jī)等。
2、步進(jìn)電機(jī)分哪幾種
步進(jìn)電機(jī)分三種：永磁式（PM）,反應(yīng)式（VR）和混合式（HB）。
永磁式步進(jìn)電機(jī)一般為兩相步進(jìn)電機(jī)，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步距角一般為 7.5°或
15°。
反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)一般為三相步進(jìn)電機(jī)，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步距角一般為 1.5°，
但噪聲和振動都很大，
在歐美等發(fā)達(dá)國家 80 年代已被淘汰。
混合式步進(jìn)是吸取了永磁式和反應(yīng)式優(yōu)點、結(jié)構(gòu)更加先進(jìn)的類型，應(yīng)用最為廣泛。
混合式步進(jìn)電機(jī)從類型上可以分為兩相、三相和五相，通常采用的步距角如下：
兩相整步步距角為 1.8°，三相整步步距角為 1.2°，五相整步步距角為 0.72°。
3、三菱步進(jìn)電機(jī)的"保持轉(zhuǎn)矩"和"定位轉(zhuǎn)矩"有何不同？
保持轉(zhuǎn)矩是指電機(jī)各相繞組通額定電流，且處于靜態(tài)鎖定狀態(tài)時，電機(jī)所能輸出的最
大轉(zhuǎn)矩。是電機(jī)選型時最重要的參數(shù)之一。
定位轉(zhuǎn)矩是指電機(jī)各相繞組不通電且處于開路狀態(tài)時，由于混合式電機(jī)轉(zhuǎn)子上有永
磁材料產(chǎn)生磁場，從而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。一般定位轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)小于保持轉(zhuǎn)矩。是否存在定位轉(zhuǎn)矩是混
合式步進(jìn)電機(jī)區(qū)別于反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的重要標(biāo)志。
4、三菱步進(jìn)電機(jī)的精度為多少？是否累積?
一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步距角的 3～5%，且不累積。
5、三菱步進(jìn)電機(jī)發(fā)熱是否屬于正?，F(xiàn)象，一般溫度范圍是多少?
步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用場合一般追求定位精度和力矩輸出，效率比較低，電流比較大，且諧波
成分高，電流交變的頻率也隨轉(zhuǎn)速而變化，因而步進(jìn)電機(jī)普遍存在發(fā)熱情況，且情況比一般
交流電機(jī)嚴(yán)重。步進(jìn)電機(jī)表面溫度在 60～70 度都是正常的。
6、如何改變步進(jìn)電機(jī)的方向？
1）可以通過改變上位機(jī)的方向信號使電機(jī)改變方向。
2）可以調(diào)整電機(jī)的接線來改變方向，具體做法如下：
對于兩相電機(jī)，只需將其中一相的電機(jī)線交換接入驅(qū)動器即可，如 A+和 A-交換。
對于三相電機(jī)，將任意兩相的電機(jī)線交換， 如：U、V、W 三相，交換 U、V 兩相就可。對于五相電機(jī)
，將原相序 A、B、C、D、E 改為 E、D、C、B、A 接入驅(qū)動器即可。
7、為什么三菱步進(jìn)電機(jī)通電后，電機(jī)不能正常運行？
有以下幾種原因會造成電機(jī)運行不正常：
1）上位機(jī)是否有脈沖信號給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，脈沖信號接線是否有問題。
2）電機(jī)線接線是否正確。
3）是否過載、堵轉(zhuǎn)（此時電機(jī)有嘯叫聲，聲音會隨頻率的變化而變化）。
4）電機(jī)是否處于脫機(jī)狀態(tài)。
8、三菱步進(jìn)電機(jī)抖動，不能連續(xù)運行，怎么辦？
遇到這種情況，首先檢查電機(jī)線與驅(qū)動器連接有沒有接錯；檢查輸入脈沖信號的頻率
是否太高；是否升降頻控制不合理；判斷電機(jī)轉(zhuǎn)速是否在振動區(qū)內(nèi)。
9、三菱步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的脫機(jī)信號 FREE 一般在什么情況下使用?
當(dāng)脫機(jī)信號 FREE 為低電平時，驅(qū)動器輸出到電機(jī)的電流被切斷，電機(jī)轉(zhuǎn)子處于自由
狀態(tài)（脫機(jī)狀態(tài)）。在有些自動化設(shè)備中，如果在驅(qū)動器不斷電的情況下要求直接轉(zhuǎn)動電機(jī)
軸（手動方式），就可以將 FREE 信號置低，使電機(jī)脫機(jī)，進(jìn)行手動操作或調(diào)節(jié)。手動完成
后，再將 FREE 信號置高，以繼續(xù)自動控制。 在電磁干擾比較大的場合，如果用不到脫機(jī)信
號，建議 FREE+與 FREE-用導(dǎo)線短接或者 COM 與 FREE 短接，防止 FREE 信號受到外界干擾到
10、如何選擇三菱步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的供電電壓？
電源電壓通常根據(jù)電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速和響應(yīng)要求來選擇。如果電機(jī)工作轉(zhuǎn)速較高或響應(yīng)
要求較快，那么電壓取值也高，但需注意電源電壓的紋波不能超過驅(qū)動器的最大輸入電壓，
否則可能損壞驅(qū)動器。如果選擇較低的電壓則有利于步機(jī)電機(jī)的平穩(wěn)運行，振動小。
11、如何選擇三菱步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的供電電源？
首先確定驅(qū)動器的供電電壓，然后確定工作電流；供電電源電流一般根據(jù)驅(qū)動器的輸出
相電流來確定。如果采用線性電源，電源電流一般可取驅(qū)動器輸出相電流的 1.1～1.3 倍；
如果采用開關(guān)電源，電源電流一般可取驅(qū)動器輸出相電流的 1.5～2.0 倍。
12、細(xì)分三菱驅(qū)動器的細(xì)分是否能提高精度?
細(xì)分也叫微步，主要目的是削弱步進(jìn)電機(jī)的低頻振動和噪音。采用細(xì)分可以提高電機(jī)
的分辨率，即每個脈沖轉(zhuǎn)過的步距角更小，比如對步距角為 1.8°的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，
如果驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)置為 4，那么每個脈沖使電機(jī)旋轉(zhuǎn) 0.45°，電機(jī)的分辨率也就為
0.45°，但是電機(jī)的定位精度能否達(dá)到或接近 0.45°，還取決于細(xì)分驅(qū)動器的細(xì)分電流控
制精度等其它因素。不同廠家的細(xì)分驅(qū)動器精度可能差別很大，細(xì)分?jǐn)?shù)越大精度越難控制。
13、為什么三菱步進(jìn)電機(jī)的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降?
當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動時，電機(jī)各相繞組中會產(chǎn)生反向電動勢，頻率越高，反向電動勢越大。
在它的作用下，電機(jī)的相電流隨頻率（或速度）的升高而減小，從而導(dǎo)致力矩下降。
14、為什么三菱步進(jìn)電機(jī)低速時可以正常運轉(zhuǎn),但若高于一定速度
就無法啟動,并伴有嘯叫聲?
步進(jìn)電機(jī)有一個技術(shù)參數(shù)：空載啟動頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動的
脈沖頻率?？蛰d啟動頻率是在一定的細(xì)分、驅(qū)動電壓等條件下測得的數(shù)據(jù)，當(dāng)用戶采用的細(xì)
分?jǐn)?shù)不同時，該值也會有變化，把空載啟動率轉(zhuǎn)化為空載啟動轉(zhuǎn)速會有助于實際的應(yīng)用?？?/span>
載啟動轉(zhuǎn)速（或?qū)?yīng)于某細(xì)分下的空載啟動頻率）也受驅(qū)動電壓的影響，電壓越高空載啟動
轉(zhuǎn)速相對越高。
如果電機(jī)啟動時高于空載啟動轉(zhuǎn)速，則不能正常啟動，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有
負(fù)載的情況下，啟動轉(zhuǎn)速（也就是啟動頻率）應(yīng)該更低。如果要使電機(jī)高速轉(zhuǎn)動，脈沖頻率
應(yīng)該有加速過程，即啟動頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻（電機(jī)轉(zhuǎn)速從低速
升到高速）。
15、如何克服步進(jìn)電機(jī)在低速運轉(zhuǎn)時的振動和噪聲?
步進(jìn)電機(jī)低速轉(zhuǎn)動時振動和噪聲大是其固有的缺點，一般可采用以下方案來克服：
1）采用帶有細(xì)分功能的驅(qū)動器，這是最常用的、最簡便的方法。
2）如果步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速正好工作在振動區(qū)內(nèi)，可通過改變機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的減速比從而改變電
機(jī)轉(zhuǎn)速的方式
避開振動區(qū)。
3）換成三菱交流伺服電機(jī)，可以克服振動和噪音。
4）在電機(jī)軸上加磁性阻尼器，市場上有這種產(chǎn)品，但機(jī)械結(jié)構(gòu)改變較大。
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