4 5 6 7 HK54 HK54 步进电机控制箱 步进电机 堵转手柄 双踪示波器 1件 1件 1件 1台 自备 2、屏上挂件排列顺序 HK54
3、基本实验电路的外部接线
图6-1表示了基本实验电路的外部接线。
AA
BC24VBC0图6-1 步进电机实验接线图
4、步进电机组件的使用说明及实验操作步骤 (1) 单步运行状态
接通电源，将控制系统设置于单步运行状态，或复位后，按执行键，步进电机走一步距角，绕组相应的发光管发亮，再不断按执行键，步进电机转子也不断作步进运动。改变电机转向，电机作反向步进运动。
(2) 角位移和脉冲数的关系
控制系统接通电源，设置好预置步数，按执行键，电机运转，观察并记录电机偏转角度，再重设置另一置数值，按执行键，观察并记录电机偏转角度于表6-1、表6-2中，并利用公式计算电机偏转角度与实际值是否一致。
表6-1 步数= 步 序 号 实际电机偏转角度 理论电机偏转角度 表6-2 步数= 步 序 号
实际电机偏转角度 28
理论电机偏转角度 (3) 空载突跳频率的测定
控制系统置连续运行状态，按执行键，电机连续运转后，调节速度调节旋钮使频率提高至某频率（自动指示当前频率）。按设置键让步进电机停转，再重新启动电机（按执行键），观察电机能否运行正常，如正常，则继续提高频率，直至电机不失步启动的最高频率，则该频率为步进电机的空载突跳频率。记为 Hz。
(4) 空载最高连续工作频率的测定
步进电机空载连续运转后缓慢调节速度调节旋钮使频率提高，仔细观察电机是否不失步，如不失步，则再缓慢提高频率，直至电机能连续运转的最高频率，则该频率为步进电机空载最高连续工作频率。记为 Hz。
(5) 转子振荡状态的观察
步进电机空载连续运转后，调节并降低脉冲频率，直至步进电机声音异常或出现电机转子来回偏摆即为步进电机的振荡状态。
(6) 定子绕组中电流和频率的关系
在步进电机电源的输出端串接一只直流电流表（注意+、-端）使步进电机连续运转，由低到高逐渐改变步进电机的频率，读取并记录5-6组电流表的平均值、频率值于表6-3中，观察示波器波形，并作好记录。
表6-3 序 号 （fHz） I（A） (7) 平均转速和脉冲频率的关系 接通电源，将控制系统设置于连续运行状态，再按执行键，电机连续运转，改变速度调节旋钮，测量频率f与对应的转速n，即n=f（f）。记录5-6组于表6-4中。
表6-4 序 号 f（Hz） n（r/min） (8) 矩频特性的测定 置步进电机为逆时针转向，连接涡流测功机，控制电路工作于连续方式，设定频率后，使步进电机启动运转，调节涡流测功机施加制动力矩，仔细测定对应设定频率的最大输出动态力矩（电机失步前的力矩）。改变频率，重复上述过程得到一组与频率f对应的转矩T值，即为步进电机的矩频特性T=f（f）。记录于表6-5中。
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表6-5 序 号 f（Hz） T（N.cm） (9) 静力矩特性T=f（I） 关闭电源，控制电路工作于单步运行状态，将屏上的两只900Ω电阻单独并接后再并接（阻值为45Ω，电流2.6A），把可调电阻及一只5安直流电流表串入A相绕组回路（注意+、-端），并使涡流测功机堵转。
接通电源，使A相绕组通过电流，缓慢旋转手柄，读取并记录弹簧秤的最大值即为对应电流I的最大静力矩Tmax值（Tmax?F?D），改变可调
2电阻并使阻值逐渐增大，重复上述过程，可得一组电流I值及对应I值的最大静力矩Tmax值，即为Tmax=f（I）静力矩特性。共取4-5组记录于表6-6中。
表6-6 序 号 I（A） Tmax（N.cm） （五）实验报告
经过上述实验后，须对照实验内容写出数据总结并对电机试验加以小结。
1、步进电机驱动系统各部分的功能和波形试验。 (1) 方波发生器 (2) 状态选择
(3) 各相绕组间的电流关系 2、步进电机的特性
(1) 单步运行状态：步矩角
(2) 角位移和脉冲数（步数）关系 (3) 空载突跳频率
(4) 空载最高连续工作频率
(5) 绕组电流的平均值与频率之间的关系 (6) 平均转速和脉冲频率的特性n=f（f） (7) 矩频特性T=f（f）
(8) 最大静力矩特性Tmax=f（I）
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（六）思考题
1、影响步进电机步距的因素有哪些？对实验用步进电机，采用何种方法步距最小？
2、平均转速和脉冲频率的关系怎样？为什么特别强调是平均转速？
3、最大静力矩特性是怎样的特性？由什么因素造成？
4、对该步进电机矩频特性加以评价，能否再进行改善？若能改善应从何处着手？
5、各种通电方式对性能的影响？
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