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步进电机的启动频率与高速极限转速的那道坎.docx
资料介绍
步进电机的启动频率与高速极限：转速的那道坎
步进电机不是想多快就多快
很多初次接触步进电机的工程师，以为电机转速可以无限制调高。其实步进电机有一个天然的转速极限，这个极限由它的物理特性决定，不是调参数能突破的。
步进电机的转矩是随转速升高而下降的，到了一定的转速，输出转矩急剧衰减，电机根本跑不动。同时，还存在一个"空载启动频率"——电机在空载情况下能直接启动的最大脉冲频率，超过这个频率，电机无法正常启动，可能丢步或堵转。
理解启动频率和高速极限，是步进选型和调速的关键。
为什么高速会无力
前面讲过，步进电机的转矩随转速升高而下降，根源在于反电动势。
电机转动时，绕组会感应出反电动势，其幅值随转速升高而增大。反电动势越大，实际加在绕组上用来建立电流的电压就越小，电流建立不起来，输出转矩自然下降。当反电动势接近供电电压时，电流几乎为零，转矩也就趋近于零，这就是电机的速度极限。
所以要突破速度极限，核心是提高供电电压——电压更高，能压过更大的反电动势，让高速段的电流得以维持。这就是为什么高压驱动能显著提升步进电机的高速性能。
空载启动频率
步进电机有一个参数叫"空载启动频率"，指的是电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率。
如果启动时脉冲频率高于这个值，电机不能正常启动，可能丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率要更低。
所以要让电机达到高速，脉冲频率应该有加速过程：启动频率较低，然后按一定加速度升到目标高频。这就是为什么必须加减速的原因之一——直接从高速启动，电机根本起不来。
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