步进电机普通控制和速度控制的脉冲输入计算方式

　步进电机是以固定的间歇步进旋转的电机。模拟时钟秒针的运动是实践中此功能的一个常见示例。步进电机的旋转角度和速度可以通过输入脉冲的方式简单而准确地控制。这种能力被广泛用于各种设备和电子设备。

　一、步进电机的控制

　步进电机是开环控制的。这意味着控制是通过将命令信号从上一级控制器单向传递到电机来执行的。这使得步进电机控制非常简单，无需传感器和反馈。

　当使用标准脉冲系列控制技术时，步进电机通过可编程控制器（脉冲发生器）产生脉冲输入到驱动器，进而为电机提供驱动电流。

　如果不需要高级控制，也可以将控制器功能（脉冲生成）集成到驱动器中。在这种情况下，带有自己的I/O单元的可编程控制器用于向驱动器发送启动和停止命令。然后，驱动器根据这些命令控制驱动电流供应到步进电机。

　二、步进电机的速度控制

　如上所述，步进电机由电脉冲输入控制。

　脉冲具有频率，每秒脉冲数(pps)称为“脉冲率”。

　步进电机的旋转与输入脉冲数成正比，可实现精确定位。该电机旋转（角度）可以计算如下。

　电机转数（°）=步距角（°/step）×脉冲数

　同样，步进电机的速度与输入脉冲的速率成正比。较高的脉冲率（较高的脉冲频率）会导致步进电机旋转速度按比例增加。该电机速度（每分钟转数、r/min、rpm）可以计算如下。

　电机转速（r/min）=步距角（°/step）÷360（°）×脉冲率（Hz）×60

　电机旋转与脉冲率同步的这一特性使步进电机具有吸引力。另一方面，由于过载或速度突然变化，输入脉冲和电机旋转之间可能会失去同步。

　步进电机有两种不同的操作模式，称为恒速运动模式和加速/减速运动模式。前者瞬间改变电机转速。也称为矩形运动曲线，此模式于电机能够自启动（立即加速）的工作范围。如果有足够的扭矩可用于此加速，则此模式非常简单且脉冲速率恒定。

　然而，如果不能产生足够的加速力矩，则结果是失去同步。在这种情况下，必须改用加速/减速运动曲线。这涉及逐渐改变脉搏率以提供加速和减速时间。也称为梯形运动曲线，此模式扩展了电机可以自启动的工作范围。然而，由于突然加速或减速有失去同步的风险，因此在确定如何上下改变电机速度（脉冲率）时必须小心。