脈沖頻率-轉(zhuǎn)矩特性是選用步進電機的重要特性。如下圖所示,縱軸為動態(tài)轉(zhuǎn)矩(dynamic torque),橫軸取響應(yīng)脈沖頻率,響應(yīng)脈沖頻率用pps(pulse per second)作為單位,即每秒的脈沖數(shù)表示。
如圖所示,步進電機的動態(tài)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生包括失步轉(zhuǎn)矩(pull-out-torque)和牽入轉(zhuǎn)矩(pull-in-torque)兩個轉(zhuǎn)矩。前者稱為失步或丟失轉(zhuǎn)矩,后者稱為起動或牽入轉(zhuǎn)矩。牽入轉(zhuǎn)矩范圍為從零到最大自起動脈沖頻率或最大自起動頻率區(qū)域。牽入曲線包圍的區(qū)域稱為自起動區(qū)域。電機同步進行正反轉(zhuǎn)起動運行,在牽入與失步區(qū)域之間為運轉(zhuǎn)區(qū),電機在此區(qū)域內(nèi)可帶相應(yīng)負(fù)載同步連續(xù)運行,超出范圍的負(fù)載轉(zhuǎn)矩將不能連續(xù)運行,出現(xiàn)失步現(xiàn)象。步進電機為開環(huán)驅(qū)動控制,其負(fù)載轉(zhuǎn)矩與電磁轉(zhuǎn)矩之間要有裕度,其值應(yīng)為50%~80%。
失步轉(zhuǎn)矩與牽入轉(zhuǎn)矩在0pps時相等。隨著控制脈沖頻率的增加,帶負(fù)載能力會下降。在運行開始,控制脈沖頻率應(yīng)緩慢增加,以便利用低速下的大轉(zhuǎn)矩,提供電機在低速運行時需要的加速轉(zhuǎn)矩,減少加速時間。步進電機定子線圈的電感設(shè)計的越小,最大響應(yīng)脈沖頻率就越大,這樣就可將慢加速驅(qū)動變?yōu)榭旒铀衮?qū)動運行。