步进电机如何减速？

步进电机是一种直接将电脉冲转化为机械运动的机电装置，通过控制施加在电机线圈上的电脉冲顺序、 频率和数量， 可以实现对步进电机的转向、 速度和旋转角度的控制。在不借助带位置感应的闭环反馈控制系统的情况下、 使用步进电机与其配套的驱动器共同组成的控制简便、 低成本的开环控制系统， 就可以实现精确的位置和速度控制。

步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子技术和精密制造技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，而步进电机与齿轮传动机构组合成减速齿轮箱，也在越来越多的应用场景中看到，今天和大家一起来了解一下这一类的减速传动机构。

步进电机如何减速？

步进电机作为一种常用、应用广泛的驱动电机，通常会搭配减速设备一起使用，以达到理想传动效果；而步进电机常用的减速设备和方法，有如减速齿轮箱、编码器、控制器、脉冲信号等。

脉冲信号减速：步进电机转速度，是根据输入的脉冲信号的变化来改变的。从理论上讲，给驱动器一个脉冲，步进电机就旋转一个步距角(细分时为一个细分步距角)。实际上，如果脉冲信号变化太快，步进电机由于内部的反向电动势的阻尼作用，转子与定子之间的磁反应将跟随不上电信号的变化，将导致堵转和丢步。

减速齿轮箱减速：步进电机搭载减速齿轮箱一起使用，步进电机输出高速、低扭矩转速，连接减速齿轮箱，齿轮箱内部减速齿轮组啮合传动形成的减速比，将步进电机输出的高速降低，而且提升传动扭矩，达到理想传动效果；减速效果取决于齿轮箱的减速传动比，减速比越大，输出转速越小，反之亦然。

曲线指数控制速度：指数曲线，在软件编程中，先算好时间常数存贮在计算机存贮器内，工作时指向选取。通常，完成步进电机的加减速时间为300ms以上。如果使用过于短的加减速时间，对绝大多数步进电机来说，就会难以实现步进电机的高速旋转。

编码器控制减速：PID 控制作为一种简单而实用的控制方法 , 在步进电机驱动中获得了广泛的应用。它根据给定值 r( t) 与实际输出值 c(t) 构成控制偏差e( t) , 将偏差的比例 、积分和微分通过线性组合构成控制量 ,对被控对象进行控制 。文献将集成位置传感器用于二相混合式步进电机中 ,以位置检测器和矢量控制为基础 ,设计出了一个可自动调节的 PI 速度控制器,此控制器在变工况的条件下能提供令人满意的瞬态特性。文献根据步进电机的数学模型 ,设计了步进电机的PID 控制系统 ,采用 PID 控制算法得到控制量 ,从而控制电机向指定位置运动 。最后 ,通过仿真验证了该控制具有较好的动态响应特性 。采用 PID 控制器具有结构简单 、鲁棒性强 、可靠性高等优点 ,但是它无法有效应对系统中的不确定信息 。

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审核编辑 黄宇