其中 Z2-转子齿数，N-运行拍数。
步进电动机每走一步，转子实际的角位移与设计的步距角存在有步距误差。连续走若干步时，上述误差形成累积值。转子转过一圈后，回至上一转的稳定位置，因此步进电动机步距的误差不会长期积累。步进电动机步距的积累误差，是指一转范围内步距积累误差的最大值，步距误差和积累误差通常用度、分或者步距角的百分比表示。影响步距误差和积累误差的主要因素有: 齿与磁极的分度精度；铁心迭压及装配精度；各相矩角特性之间差别的大小；气隙的不均匀程度等。
2. 静态矩角特性和最大静转矩特性
所谓静态是指电动机不改变通电状态，转子不动时的工作状态。空载时，步进电动机某相通以直流电流时，该相对应的定、转子齿对齐，这时转子无转矩输出。如在电动机轴上加一顺时针方向的负载转矩，步进电动机转子则按顺时针方向转过一个小角度θ，称为失调角,这时转子电磁转矩T与负载转矩相等。矩角特性是描述步进电动机稳态时，电磁转矩与失调角θ之间关系的曲线，或称为静转矩特性。见图4-7。
图4-7 步进电动机矩角特性
3. 步进电动机矩频特性
矩频特性是用来描述步进电动机连续稳定运行时输出转矩写连续运行频率之间的关系曲线。矩频特性曲线上每一频率所对应的转矩称为动态转矩。动态转矩除了和步进电动机结构及材料有关外，还与步进电动机绕组连接、驱动电路、驱动电压有密切的关系。如图4-8（a）所示的并联绕组和串联绕组的
矩频特性图。图4-8（b）是混合式步进电动机连续运行时的典型的矩频特性曲线。
图4-8（a） 步进电动机矩频特性
4. 启动惯频特性
在负载转矩ML=0的条件下，步进电动机由静止状态突然启动，不丢步地进入正常运行状态所允许的最高启动频率，称为启动频率或突跳频率，超过此值就不能正常启动。启动频率与机械系统的转动惯量有关，包括步进电动机转子的转动惯量，加上其它运动部件折算至步进电动机轴上的转动惯量。下图4-9表示启动频率与负载转动惯量之间的关系。随着负载惯量的增加，起动频率下降。若同时存在负载转矩ML；则起动频率将进一步降低。在实际应用中，由于ML的存在，可采用的启动频率要比惯频特性还要低。
4.2.4 步进驱动装置常见故障及排除
正如前所述，步进驱动是开环控制系统中最常选用的伺服驱动系统。开环进给系统的结构较简单，调试、维修、使用都很方便，工作可靠，成本低廉。在一般要求精度不太高的机床上曾得到广泛应用。
使用过程中，步进驱动系统常见如下故障： 1.
电动机过热报警，可能原因及故障排除见表4-1。
表4-1：步进电动机过热的报警综述
故障现象 可能原因 排除措施 有些系统会报警，显工作环境过于恶劣，环境重新考虑机床应用条示电动机过热。用手温度过高 件，改善工作环境 摸电动机，会明显感参数选择不当，如电流过根据参数说明书，重新觉温度不正常，甚至大，超过相电流 烫手 2.
工作中，尖叫后不转，具体情况为加工或运行过程中，驱动器或步进电动机发出刺耳的尖叫声。可能原因及排除措施见表4-2：
表4-2：步进驱动器尖叫后不转的故障原因及排除综述 故障现象 可能原因 排除措施 电压过高 设置参数 建议稳压电源 驱动器或步进电动机输入脉冲频率太高，引起降低输入脉冲频率 发出刺耳的尖叫声，然堵转 后电动机停止不转 输入脉冲的突调频率太高 输入脉冲的升速曲线不够理想引起堵转 3.
工作过程中停车，在工作正常的状况下，发生突然停车的故障。引起此故障的可能原因见表4-3。
表4-3 工作过程中停车的故障综述
可能原因 检查步骤 排除措施 降低输入脉冲的突调频率 调整输入脉冲的升速曲线 驱动电源故障 用万用表测量驱动电源的输出 更换驱动器 驱动电路故障 电动机故障 电动机线圈匝间短路或接地 杂物卡住 4.
发生脉冲电路故障 绕组烧坏 用万用表测量线圈间是否短路 可目测 消除外界的干扰因素 更换电动机 工作噪声特别大，仔细观察加工或运行过程中，还有进二退一现象。可能原因及排除措施见表4-4：
表4-4：工作噪声特别大的故障原因及排除综述
故障现象 可能原因 排除措施 正确连接动力线 低频旋转时有进检查相序 二退一现象，高速上不去 电动机运行在低频区或共振区 分析电动机速度及电动机频率后，调整加工切削参数 纯惯性负载、正反转频繁 重新考虑次机床的加工能力 电动机故障 磁路混合式或永磁式转子磁钢退磁后以单步运行或在失步区 更换电动机 如永磁单向旋转步进电动机的定向机构损坏 5.
更换电动机 无力或者是出力降低或称“闷车”，即在工作过程中，某轴有可能突然停止，俗称“闷车”，可能原因见表4-5。
表4-5：“闷车”的可能原因及排除措施
故障部位 驱动器端故障 可能原因 电压没有从驱动器输出来 驱动器故障 排除措施 检查驱动器，确保有输出 更换驱动器 电动机绕组内部发生错误 电动机端故障 电动机绕组碰到机壳，发生相间短路或 者线头脱落 电动机轴断 电动机定子与转子之间的气隙过大 更换电动机 专业电动机维修人员调整好气隙或更换电动机 外部故障 电压不稳 重新考虑负载和切削条件 会造成“闷车”的原因可能是：负载过重新考虑负载和切削条大或切削条件恶劣 6.
电动机一开始就不转。造成此故障的可能原因及排除措施见表4-6。
表4-6：电动机已开始就不转的故障综述
件
(数控加工)第四章数控机床进给系统的故障诊断与维修
