当控制器步进电机时，转子必须移动足够远（角度），以便当下一个线圈（或线圈对）通电时，它会将转子拉向正确的方向。如果转子没有移动足够的角度，那么线圈会将转子向后拉，电机就坐在那里发出嗡嗡声。您可以在网上找到许多解释正常操作如何工作的插图和动画——想象一下，如果转子只移动了预期量的一小部分。

转子、轴以及与轴相连的任何东西都具有惯性，并且存在各种摩擦。

步进电机可以转动轴的最大速度与电机提供的扭矩和转动轴所需的扭矩有关（可用扭矩随着 RPM 的增加而下降，而所需的扭矩通常随着 RPM 的增加而增加）。这与惯性没有直接关系。

要真正达到最大值（或其中的一部分），您只能如此快速地加速 RPM 而不会错过步骤。最大加速度与给定 RPM 下的惯性和可用扭矩有关。如果电机尽其所​​能跟上当前的 RPM，那么您将无法再加速。如果 RPM 足够低，您不需要将其加速，您可以简单地告诉它步进，但这通常只是电机能够达到的 RPM 的一小部分。为简单起见，通常使用线性斜坡，但更凸的曲线将是最佳的。

这是东方电机（日本主要制造商）的电机扭矩曲线：

要预测最大加速度，您需要知道扭矩和惯性矩。如果在给定负载下超过最大加速度，则电机将失步，因此合理的安全裕度是个好主意。

听起来您读过的描述是在谈论提高速度，换句话说，就是步伐的频率。每一步的脉冲仍然是方形的。

原因是步进电机只能产生这么大的扭矩。当我们超过这个最大扭矩时，电机就会失步。

此外，根据牛顿第二运动定律，加速电机需要扭矩：力等于质量乘以加速度：

$$F=ma$$

对于旋转系统，这些术语略有变化，但它们大多是类似的：扭矩等于转动惯量乘以角加速度：

$$\tau = 我\alpha$$

结果是立即加速电机将需要无限扭矩，这是不可能的。因此，我们必须限制加速度，即“加速”速度，以将所需的扭矩限制为电机可以在不失步的情况下产生的东西。

两年后...我想添加一些有关任何步进电机的典型速度与振动/噪音的细节。

当步进非常缓慢时，例如每秒一次，轴将移动到新位置并过冲然后下冲很多次，直到它稳定在该步进上。该过程在每个新步骤上重复。

电压/电流必须足以满足负载，并且需要选择电机尺寸以匹配所需的扭矩。

一旦电机不需要移动，电压/电流可以降低大约 50% 到 75% 以保持该位置。在摩擦占主导地位的情况下，或使用某种类型的齿轮，电机可以完全断电。这类似于需要例如 12 伏激活的继电器，但随后只需 9 伏即可轻松保持触点激活。

当速度增加到每秒约 20 次时，振动/噪音达到最大。这是大多数工程师会尽量避免的速度。

随着速度的增加，振动/噪音减少，扭矩也下降。如果您绘制噪声与频率的关系图，则该形状将显示一个清晰的向下方向，并带有一些局部最大值，通常在谐波频率处。

让我们假设一个典型值高于每秒 100 步，振动足够低到可以忍受，假设扭矩变得太弱而无法在 500 赫兹以上可靠运行。

您可以立即使用这些频率中的任何一个启动步进电机，而无需将速度从 100 Hz 提升到 500 Hz。同样，无论频率如何，您都可以突然停止这些步骤。保持电流足以在该步骤锁定电机。

当您想要超过最大频率时，需要使用斜坡。鉴于上面的“典型”数字，您可能会发现您的电机在平稳加速时仍有足够的扭矩从 500 Hz 工作到 700 Hz。可靠操作的诀窍是在 400 Hz 左右开始斜坡，然后让它增加到 700 Hz。保持该速度，直到接近目标位置。

然后，从 700 Hz 平稳减速到 450 Hz。如果仍未达到目标位置，请将电机保持在该速度。然后，从 450 Hz 开始，您可以停止。保持电机以最大电流/电压通电 0.1 秒到 1 秒，以确保所有振动源都消散。

线性斜坡更容易创建。但最佳的是“S”形。您从安全频率开始，首先缓慢增加，然后以指数方式改变增加速度的速率，直到达到最大值。

当需要减速时，应用相同的算法，缓慢降低速度并以指数方式改变减速率，当达到安全速度时停止减速，从而使电机突然停止。

使用摩托罗拉 68HC05 微控制器的实际代码占用大约 500 字节（内部 EPROM 总共为 8K，RAM 为 128 字节）。它是用汇编程序编写的。

如果你有微步的硬件，那么你可以忽略所有关于噪音和振动的提及。如果你想超过通常的最大速度，你仍然需要一个“S”形加速度。但是由于无论速度如何都没有振动，因此您可以让减速度尽可能低。

从方波驱动中吸取的教训仍然有效。也就是说，对于到达目的地的最有效方式，您希望减速位于刚好低于电机扭矩足以突然停止和启动的点的频率。