步进电动机详解及其在国内外的发展概况
步进电动机详解及其在国内外的发展概况
摘要：步进电动机广泛应用与生产实践中的各个领域，也是很多领域不可或缺的元件，通过分析它的技术含量无疑可以间接窥探一个国家的科技发展水平。
关键词：步进电动机；脉冲信号
1 步进电动机简介
步进电动机又称脉冲电动机，是把电脉冲信号变换成角位移、直线位移以控制转子转动的微型特种电动机，在自动控制装置中作为执行元件。每当步进驱动器接收到一个脉冲信号，就驱动步进电动机前进一个固定的角度或者直线位移，而且其输出转角、转速与输入脉冲个数及频率有着严格的对应关系。步进电动机因其本身的特点，在具体的应用中有利于实现设备的小型化和低成本，因而多用于数字式计算机的外部设备、打印机、机器人四肢、绘图机和磁盘等装置，特别是是在人形机器人领域，其步进电动机性能的高低很大程度上决定了人形机器人的先进程度。步进电动机的驱动电源由变频脉冲信号源、脉冲分配器及脉冲放大器组成，此驱动电源向电机绕组提供脉冲电流。步进电动机的运行性能取决于电动机与驱动电源间的良好配合。
2 步进电动机的分类及其特点
步进电动机按其工作原理可以分为永磁式步进电动机（PM）、反应式步进电动机（VR）和混合式步进电动机（HM）三种基本类型。
永磁式步进电动机定子上有多项绕组，转子上有永磁体的磁极，从而在产生极性交替的磁场，如果励磁的变化太快就会导致转子不能和定子磁场方向的变化保持同步，这种现象称为步进电动机转子的失步。永磁式步进电动机的缺点是它的转矩较小、起动频率和运行频率比
较低，优点是其体积小、运行效率高、消耗的功率比较小以及制造成本低。永磁式步进电动机的步进角一般可分为7.5°、15°、18°、45°等几种。
反应式步进电动机也称为磁阻式步进电动机，其定子、转子铁芯的内外表面上均设有按一定规律分布的相近齿槽，利用定子、转子铁芯齿槽的相对位置变化引起磁路磁阻的变化，从而输出大转矩。反应式步进电动机结构形式较多，定子铁芯有单段式、多段式，磁路有径向、轴向，绕组相数有三相、四相、五相。反应式步进电动机步距角可做到1°～15°，甚至更小，因此精度容易保证，起动频率与运行频率较高，但是功耗大、效率较低。
混合式步进电动机是指结合了永磁式步进电动机和反应式步进电动机的优点，电动机步距角小、精度高、工作频率高、且功耗小、效率高。它的定子、转子铁芯结构与反应式步进电动机相似，转子有永磁体在气隙中产生单极性磁场，此磁场还被转子上软磁材料的齿槽调制步进角一般有0.72°和1.8°两种，这种步进电动机的应用最为广泛。
3 步進电动机的应用
步进电动机广泛应用与生产实践中的各个领域，也是很多领域不可或缺的元件，通过分析它的技术含量无疑可以间接窥探一个国家的科技发展水平。
3.1 步进电动机在数控机床中的应用
步进电动机在数控机床中的应用最为广泛，因为步进电动机不需要A/D转换就能够直接将数字脉冲信号转换为角位移或者直线位移，进而经过适当传动机构转化为数控机床执行机构的进给运动、调整运动等运动，所以说步进电动机是数控机床最理想的驱动元件。早期的步进电动机的输出转矩比较小，无法满足数控机床对转矩的要求，随着技术的发展，现在已经能够实现步进电动机在数控机床上单独作为执行元件，比如有些大转矩步进电动机不需要经过传动系统的转矩放大就可以直接和主轴相连。
3.2 步进电动机在工业机械手中的应用
工业机械手是一种模仿人手动作，并按照设定的程序、轨迹和要求代替人手抓取、搬运工件或者借助操持工具进行工作的机电一体化自动装置。大多数现代化工厂里都会有很多机械手，因为机械手不仅让人从繁重、枯燥的事务中解放出来，而且它能干很多工人不能做的工作，比如搬运汽车生产线上沉重的工件，不仅更快速更安全而且更加高效，从而大大提高了工厂的产能，因此工业机械手是建设现代化工厂和无人化工厂所不可或缺的。工业机械手的控制方式有液压式、气压式和电机式等。液压式和气压式机械手结构简单、易于控制，但是系统定位需要限位开关来实现，控制精度、可靠性和灵活性均不如电机式机械手，不利于生产的自动化。步进电动机可以精确控制机械手各个环节的转向的角度和方向，借助其他夹持装置可以完成油漆喷涂、工件抓取和产品装配等多种工作。
3.3 步进电动机在提升装置中的应用
步进电动机可以将脉冲信号转变为角位移或者直线位移，而且在不超载时，它的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和个数，并不受负载变化的影响，这一特性使其被广泛应用在要求速度、位置准确控制的提升装置中，比如矿井的提升装置、垂直式电梯和转塔式吊机等。
4 步进电动机在我国的发展概况
我国步进电动机的研究及制造起始于1958年，当时只有清华大学、华中理工大学等少数高等院校为研究一些装置而开发的少量产品，尽管晚于西方发达国家长达数十年之久，但经过近60年的大发展，我国已经开发了门类众多、性能优良的步进电动机，有些甚至处于世界领先水平。但总体看来，我国的步进电动机在全球的竞争中总体上处于相对弱势地位。我国步进电动机行业的发展极不平衡，两极分化现象较为严重，只有极少数处于高端地位，绝大多数处于低端领域，这些处于低端领域的步进电动机制造企业并非专门从事步进电动机研发、制造业务，它们只是在开展其他电机业务的同时顺带开展步进电动机业务，而且其产品
多为应用于家电、办公设备等领域的中低端步进电动机。当前，我国正处在产业转型升级的过程中，政府提出了“工业4.0”和“物联网+”的大产业布局，作为机电一体化的重要产品，步进电动机的地位将会越来越重要，其市场前景无限光明，因此，我们应该充分利用这个宝贵机会加大发展这一行业的力度，努力追赶和超越发达多家。
参考文献
[1] 王宗培. 步进电动机的发展及建议. 重庆三峡学院学报. 2010
[2] 谢辉，唐勇. 步进电机发展回顾与前景展望. 从重庆三峡学院报. 2010
[3] 《2015-2020年中国无刷直流电机制造行业市场前景与投资战略规划分析报告》. 产业信息网
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步进电机简介
什么是步进电机? 1.什么是步进电机? 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 2.步进电机分哪几种? 步进电机分三种：永磁式（PM），反应式（VR）和混合式（HB）永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度；反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰；混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。 3.什么是保持转矩（HOLDING TORQUE）? 保持转矩（HOLDING TORQUE）是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如，当人们说2N.m的步进电机，在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m 的步进电机。 4.什么是DETENT TORQUE? DETENT TORQUE 是指步进电机没有通电的情况下，定子锁住转子的力矩。DETENT TORQUE 在国内没有统一的翻译方式，容易使大家产生误解；由于反应式步进电机的转子不是永磁材料，所以它没有DETENT TORQUE。 5.步进电机精度为多少？是否累积? 一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。 6.步进电机的外表温度允许达到多少? 步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点；一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的甚至高达摄氏200度以上，所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。 7.为什么步进电机的力矩会随转速的升高而下降? 当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。 8.为什么步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声? 步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频（电机转速从低速升到高速）。 9.如何克服两相混合式步进电机在低速运转时的振动和噪声? 步进电机低速转动时振动和噪声大是其固有的缺点，一般可采用以下方案来克服： A.如步进电机正好工作在共振区，可通过改变减速比等机械传动避开共振区； B.采用带有细分功能的驱动器，这是最常用的、最简便的方法； C.换成步距角更小的步进电机，如三相或五相步进电机； D.换成交流伺服电机，几乎可以完全克服震动和噪声，但成本较高； E.在电机轴上加磁性阻尼器，市场上已有这种产品，但机械结构改变较大。 10.细分驱动器的细分数是否能代表精度? 步进电机的细分技术实质上是一种电子阻尼技术（请参考有关文献），其主要目的是减弱或消除步进电机的低频振动，提高电机的运转
步进电机(百度百科)
步进电机 求助编辑百科名片 步进电机 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 目录 工作原理 1分类永磁式步进电机 1反应式步进电机 1混合式步进电机 变频器对步进电机的节能改造 1基本原理反应式步进电机 1感应子式步进电机 1步进电机的一些基本参数电机固有步距角 1步进电机的相数 1保持转矩（HOLDING TORQUE） 步进电机特点 1步进电机小知识什么是步进电机 1步进电机分哪几种 1什么是保持转矩（HOLDING TORQUE） 1什么是DETENT TORQUE 1步进电机精度为多少？是否累积 1步进电机的外表温度允许达到多少 1为什么步进电机的力矩会随转速的升高而下降 1为什么步进电机高于一定速度就无法启动 1如何克服两相混合式步进电机的振动和噪声 1细分驱动器的细分数是否能代表精度 1串联接法和并联接法有什么区别 1如何确定步进电机驱动器的直流供电电源 1混合式步进电机驱动器的脱机信号FREE使用 1如何调整两相步进电机通电转动方向
步进电机的主要特性 o步进电机控制例子 1步进电机优缺点优点 1缺点 o 1步进电机驱动方法1、单电压功率驱动接口? 12、双电压功率驱动接口? 13、高低压功率驱动接口? 14、斩波恒流功率驱动接口? 15、升频升压功率驱动接口? 16、集成功率驱动接口? o o步进电机驱动器的特点? o步进电机驱动要求 o最新技术发展 展开 编辑本段工作原理 步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。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。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。 编辑本段分类 现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。 永磁式步进电机 永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度；永磁式步进电动机输出力矩大，动态性能好，但步距角大。 反应式步进电机 反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。反应式步进电动机结构简单，生产成本低，步距角小；但动态性能差。 混合式步进电机
步进电机
7-7 步进电动机 步进电动机又称脉冲电机，是数字控制系统中的一种重要的执行元件，它是将电脉冲信号变换成转角或转速的执行电动机，其角位移量与输入电脉冲数成正比；其转速与电脉冲的频率成正比。在负载能力范围内，这些关系将不受电源电压、负载、环境、温度等因素的影响，还可在很宽的范围内实现调速，快速启动、制动和反转。随着数字技术和电子计算机的发展，使步进电机的控制更加简便、灵活和智能化。现已广泛用于各种数控机床、绘图机、自动化仪表、计算机外设，数、模变换等数字控制系统中作为元件。 一、使用说明 D54步进电机实验装置由步进电机智能控制箱和实验装置两部分构成。 1、步进电机智能控制箱 本控制箱用以控制步进电机的各种运行方式，它的控制功能是由单片机来实现的。通过键盘的操作和不同的显示方式来确定步进电机的运行状况。 本控制箱可适用于三相、四相、五相步进电动机各种运行方式的控制。 因实验装置仅提供三相反应式步进电动机，故控制箱只提供三相步进电动机的驱动电源，面板上也只装有三相步进电动机的绕组接口。 （1）面板示意图（见附录） （2）技术指标 功能：能实现单步运行、连续运行和预置数运行；能实现单拍、双拍及电机的可逆运行。 电脉冲频率：5Hz～1KHz 工作条件：供电电源AC220V±10%，50Hz 环境温度-5℃～40℃ 相对湿度≤80% 重量：6kg 尺寸：390×200×230mm3 （3）使用说明 1)开启电源开关，面板上的三位数字频率计将显示“000”；由六位LED数码管组成的步进电机运行状态显示器自动进入“9999→8888→7777→6666→5555→4444→3333→2222→1111→0000”动态自检过程，而后停显在系统的初态“┤.3”。 2)控制键盘功能说明 设置键：手动单步运行方式和连续运行各方式的选择。 拍数键：单三拍、双三拍、三相六拍等运行方式的选择。 相数键：电机相数(三相、四相、五相)的选择。 转向键：电机正、反转选择。 数位键：预置步数的数据位设置。 数据键：预置步数位的数据设置。 执行键：执行当前运行状态。
步进电机控制【文献综述】
文献综述 电气工程及自动化 步进电机控制 摘要：步进电机用于将电脉冲信号转换为角位移或线位移进行操作，已广泛应用于各个领域。在简要介绍步进电机发展现状的基础上，详述步进电机的分类构造及其工作原理，进一步探讨采用单片机和可编程逻辑器件进行步进电机的控制。 关键词：分类；构造；发展；单片机；PLC 1、步进电机的发展现状 步进电机是国外发明的。国外在大功率的工业设备驱动上，目前基本不使用大扭矩步进电动机，因为从驱动电路的成本，效率，噪音，加速度，绝对速度，系统惯量与最大扭矩比来比较，比较不划算，还是用直流电动机，加电动机编码器整体技术和经济指标高。一些少数高级的应用，就用空心转杯电机，交流电机。 国外在小功率的场合，还使用步进电机，例如一些工业器材，工业生产装备，打印机，复印件，速印机，银行自动柜员机。国外用许多现代的手段将步进电机排挤出驱动应用，除了前面提到的旋转编码器，打印机还使用光电编码带或感应编码带配合直流电动机，实现闭环直线位移控制[9]。 国内过去是用大力矩步进电动机实现机床数控，有实力的公司现在也采用交流电动机驱动数控机床，在驱动设备的主要差距，是国外对交流电动机的控制理论与工程分析和应用能力强，先进的控制理论作为软件，写在控制器内部。 总的来说，步进电机是一种简易的开环控制，对运用者的要求低，不适合在大功率的场合使用。 在卫星、雷达等应用场合，中国在文化大革命后期，就生产了力矩电机，就生产了环形力矩电机，在高品质的控制场合，有时还不能使用步进电机。步进电机的细分控制，在改革开放初期，国内就已经基本掌握，这与交流电动机的矢量控制相比，难度要低得多。 2、步进电机的分类构造 2.1 步进电机的分类 目前，通常使用的步进电机主要包括永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）、反应式步进电机（VR）和单相式步进电机。 永磁式步进电机，采用磁性转子铁芯，同时钉子产生脉冲电磁场，二者相互作用产生转
步进电机相关知识点
有关步进电动机驱动系统的基本知识 1、系统常识：步进电动机和步进电动机驱动器构成步进电机驱动系统。步进电动机驱动系统的性能，不但取决于步进电动机自身的性能，也取决于步进电动机驱动器的优劣。对步进电动机驱动器的研究几乎是与步进电动机的研究同步进行的。 2、系统概述：步进电动机是一种将电脉冲转化为角位移的执行元件。当步进电动机驱动器接收到一个脉冲信号（来自控制器），它就驱动步进电动机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。 3、系统控制：步进电动机不能直接接到直流或交流电源上工作，必须使用专用的驱动电源（步进电动机驱动器）。控制器（脉冲信号发生器）可以通过控制脉冲的个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 4、用途：步进电动机是一种控制用的特种电机，作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，随着微电子和计算机技术的发展（步进电动机驱动器性能提高），步进电动机的需求量与日俱增。步进电动机在运行中精度没有积累误差的特点，使其广泛应用于各种自动化控制系统，特别是开环控制系统。 5、步进电机按结构分类：步进电动机也叫脉冲电机，包括反应式步进电动机（VR）、永磁式步进电动机（PM）、混合式步进电动机（HB）等。 （1）反应式步进电动机：也叫感应式、磁滞式或磁阻式步进电动机。其定子和转子均由软磁材料制成，定子上均匀分布的大磁极上装有多相励磁绕组，定、转子周边均匀分布小齿和槽，通电后利用磁导的变化产生转矩。一般为三、四、五、六相；可实现大转矩输出（消耗功率较大，电流最高可达20A，驱动电压较高）；步距角小（最小可做到10?）；断电时无定位转矩；电机内阻尼较小，单步运行（指脉冲频率很低时）震荡时间较长；启动和运行频率较高。 （2）永磁式步进电动机：通常电机转子由永磁材料制成，软磁材料制成的定子上有多相励磁绕组，定、转子周边没有小齿和槽，通电后利用永磁体与定子电流磁场相互作用产生转矩。一般为两相或四相；输出转矩小（消耗功率较小，电流一般小于2A，驱动电压12V）；步距角大（例如7.5度、15度、22.5度等）；断电时具有一定的保持转矩；启动和运行频率较低。 （3）混合式步进电动机：也叫永磁反应式、永磁感应式步进电动机，混合了永磁式和反应式的优点。其定子和四相反应式步进电动机没有区别（但同一相的两个磁极相对，且两个磁极上绕组产生的N、S极性必须相同），转子结构较为复杂（转子内部为圆柱形永磁铁，两端外套软磁材料，周边有小齿和槽）。一般为两相或四相；须供给正负脉冲信号；输出转矩较永磁式大（消耗功率相对较小）；步距角较永磁式小（一般为1.8度）；断电时无定位转矩；启动和运行频率较高；是目前发展较快的一种步进电动机。 6、步进电动机按工作方式分类：可分为功率式和伺服式两种。 （1）功率式：输出转矩较大，能直接带动较大负载（一般使用反应式、混合式步进电动机）。 （2）伺服式：输出转矩较小，只能带动较小负载（一般使用永磁式、混合式步进电动机）。 7、步进电动机的选择：
步进电机详细介绍
步进电机 步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件。步进电动机的输入量是脉冲序列，输出量则为相应的增量位移或步进运动。正常运动情况下，它每转一周具有固定的步数；做连续步进运动时，其旋转转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系，不受电压波动和负载变化的影响。由于步进电动机能直接接受数字量的控制，所以特别适宜采用微机进行控制。 （一）步进电机的种类 目前常用的有三种步进电动机： （1）反应式步进电动机（VR）。反应式步进电动机结构简单，生产成本低，步距角小；但动态性能差。 （2）永磁式步进电动机（PM）。永磁式步进电动机出力大，动态性能好； 但步距角大。（3）混合式步进电动机（HB）。混合式步进电动机综合了反应式、永磁式步进电动机两 者的优点，它的步距角小，出力大，动态性能好，是目前性能最高的步进电动机。它有时也称作永磁感应子式步进电动机。 （二）步进电动机的工作原理 图X1三相反应式步进电动机结构示意图 1——定子2——转子3——定子绕组 图x1是最常见的三相反应式步进电动机的剖面示意图。电机的定子上有六个均布的磁极，其夹角是60o。各磁极上套有线圈，按图1连成A、B、C三相绕组。转子上均布40个小齿。所以每个齿的齿距为θ
=360o/40=9o，而定子每个磁极的极弧上也有5个小齿，且定子和转子的齿E 距和齿宽均相同。由于定子和转子的小齿数目分别是30和40，其比值是一分 数，这就产生了所谓的齿错位的情况。若以A相磁极小齿和转子的小齿对齐， 如图，那么B相和C相磁极的齿就会分别和转子齿相错三分之一的齿距，即3o。 因此，B、C极下的磁阻比A磁极下的磁阻大。若给B相通电，B相绕组产生定 子磁场，其磁力线穿越B相磁极，并力图按磁阻最小的路径闭合，这就使转子 受到反应转矩（磁阻转矩）的作用而转动，直到B磁极上的齿与转子齿对齐， 恰好转子转过3o；此时A、C磁极下的齿又分别与转子齿错开三分之一齿距。 接着停止对B相绕组通电，而改为C相绕组通电，同理受反应转矩的作用，转 子按顺时针方向再转过3o。依次类推，当三相绕组按A→B→C→A顺序循环通 电时，转子会按顺时针方向，以每个通电脉冲转动3o的规律步进式转动起来。 若改变通电顺序，按A→C→B→A顺序循环通电，则转子就按逆时针方向以每 个通电脉冲转动3o的规律转动。因为每一瞬间只有一相绕组通电，并且按三种 通电状态循环通电，故称为单三拍运行方式。单三拍运行时的步矩角θb为30o。三相步进电动机还有两种通电方式，它们分别是双三拍运行，即按AB→BC→CA→AB顺序循环通电的方式，以及单、双六拍运行，即按A→AB→B→BC→C →CA→A顺序循环通电的方式。六拍运行时的步矩角将减小一半。反应式步进电动机的步距角可按下式计算： θb=360o/NE r（x-1） 式中E r——转子齿数， N——运行拍数，N=km，m为步进电动机的绕组相数，k=1或2。 （三）步进电动机的特性 （1）步进电动机必须加驱动才可以运转，驱动信号必须为脉冲信号，没有 脉冲信号的时候，步进电动机静止，如果加入适当的脉冲信号，就会以一定的角 度（称为步角）转动。转动的速度和脉冲的频率成正比。 （2）步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性。 （3）改变脉冲的顺序，可以方便的改变转动的方向。
步进电机解析,步进电机的类型分类及步进电机的制动原理
步进电机解析，步进电机的类型分类及步进电机的制动原理步进电机又称为脉冲电机，基于最基本的电磁铁原理，它是一种可以自由回转的电磁铁，其动作原理是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩。其原始模型是起源于年至年间。年前后开始以控制为目的的尝试，应用于氢弧灯的电极输送机构中。这被认为是最初的步进电机。二十世纪初，在电话自动交换机中广泛使用了步进电机。由于西方资本主义列强争夺殖民地，步进电机在缺乏交流电源的船舶和飞机等独立系统中得到了广泛的使用。二十世纪五十年代后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上，对于数字化的控制变得更为容易。到了八十年代后，由于廉价的微型计算机以多功能的姿态出现，步进电机的控制方式更加灵活多样。 步进电机相对于其它控制用途电机的最大区别是，它接收数字控制信号电脉冲信号并转化成与之相对应的角位移或直线位移，它本身就是一个完成数字模式转化的执行元件。而且它可开环位置控制，输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量，这样的所谓增量位置控制系统与传统的直流控制系统相比，其成本明显减低，几乎不必进行系统调整。步进电机的角位移量与输入的脉冲个数严格成正比，而且在时间上与脉冲同步。因而只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序，即可获得所需的转角、速度和方向。 我国的步进电机在二十世纪七十年代初开始起步，七十年代中期至八十年代中期为成品发展阶段，新品种和高性能电机不断开发，目前，随着科学技术的发展，特别是永磁材料、半导体技术、计算机技术的发展，使步进电机在众多领域得到了广泛应用。 步进电机控制技术及发展概况 作为一种控制用的特种电机，步进电机无法直接接到直流或交流电源上工作，必须使用专用的驱动电源步进电机驱动器。在微电子技术，特别计算机技术发展以前，控制器脉冲信号发生器完全由硬件实现，控制系统采用单独的元件或者集成电路组成控制回路，不仅调试安装复杂，要消耗大量元器件，而且一旦定型之后，要改变控制方案就一定要重新设计电路。这就使得需要针对不同的电机开发不同的驱动器，开发难度和开发成本都很高，控
步进电机发展史
步进电机发展史 引言 步进电机是一种将电脉冲转化为机械运动的电机，具有精确定位、结构简单、体积小等特点，在自动化控制领域得到广泛应用。本文将从步进电机的起源、发展、应用等方面进行介绍。 一、步进电机的起源 步进电机的起源可追溯到19世纪末的欧洲。当时，科学家们开始研究如何利用电力驱动机械运动。1882年，法国科学家Paul-Gustave Froment发明了第一台电磁式步进电机，它利用电磁铁产生的磁力来推动转子旋转。此后，步进电机的概念逐渐被人们认可，并在不同领域得到了应用。 二、步进电机的发展 1. 电磁式步进电机 电磁式步进电机是最早应用的一种步进电机，它利用电流通过线圈产生的磁场来推动转子运动。20世纪初，电磁式步进电机得到了进一步的发展和改进，例如增加线圈数目、改善磁路结构等，使其性能和精度有了显著提升。 2. 磁滞式步进电机 磁滞式步进电机是20世纪40年代出现的一种新型步进电机。它采用了磁化和磁滞现象来推动转子运动，具有响应速度快、力矩大、
噪音低等优点。磁滞式步进电机的出现使步进电机在工业自动化领域得到了更广泛的应用。 3. 混合式步进电机 混合式步进电机是20世纪60年代出现的一种新型步进电机。它结合了电磁式步进电机和磁滞式步进电机的优点，具有高精度、高扭矩和低噪音等特点。混合式步进电机的出现推动了步进电机在精密仪器、医疗设备、数控机床等领域的广泛应用。 4. 直线步进电机 直线步进电机是21世纪初出现的一种新型步进电机。与传统的旋转步进电机不同，直线步进电机的转子是直线运动的，可用于实现直线定位和运动控制。直线步进电机具有高精度、高速度和高加速度等优点，广泛应用于机器人、印刷设备、光刻机等领域。 三、步进电机的应用 步进电机的应用领域非常广泛，包括但不限于以下几个方面： 1. 机床行业：步进电机广泛应用于数控机床、激光切割机、雕刻机等设备，用于实现精密定位和运动控制。 2. 自动化设备：步进电机被广泛应用于自动包装机、输送机、机械手臂等设备，用于实现物料输送和自动化操作。 3. 电子设备：步进电机被广泛应用于打印机、扫描仪、数码相机等设备，用于实现纸张进纸、图像扫描等功能。
步进电动机的研究
内容摘要 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。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。 本次作业介绍了步进电机用途和基本要求；对步进电机的主要结构、工作原理及运行特性进行了分析说明；同时，介绍了几种常用的步进电机驱动电源及步进电机的选用原则。 最后，通过一应用实例的框图说明了步进电机的应用。 关键词：步进电动机的研究
目录 内容摘要 ........................................................................................................................... I 引言 (1) 1 步进电动机的研究 (2) 1.1 步进电动机的特点 (2) 1.1.1 步进电动机有如下特点： (2) 1.1.2 国内的发展： (2) 1.1.3 步进电机的发展及应用： (3) 1.1.4 步进电机的基本参数和特点 (4) 1.1.5 步进电机步进示意图 (6) 2 课题的研究意义和目的 (8) 2.1 89C52内部结构及芯片图 (8) 2.1.2 89c1051/2051简述 (10) 2.1.3 电路外形图引出端功能说明： (10) 2.1.4 操作模式： (11) 3 系统的方案论证及选择 (12) 3.1 封面格式进步电机有几个显著特点； (12) 3.1.2 基本要求电机的控制驱动图 (12) 3.1.3 控制器模块 (13) 4 软硬件的调试 (14) 4.1 硬软电路的调试 (14) 4.1.2 调试方法有两种 (14) 4.1.3 软件的仿真 (15) 5 总结 (16)
步进电动机详解及其在国内外的发展概况
步进电动机详解及其在国内外的发展概况 摘要：步进电动机广泛应用与生产实践中的各个领域，也是很多领域不可或缺的元件，通过分析它的技术含量无疑可以间接窥探一个国家的科技发展水平。 关键词：步进电动机；脉冲信号 1 步进电动机简介 步进电动机又称脉冲电动机，是把电脉冲信号变换成角位移、直线位移以控制转子转动的微型特种电动机，在自动控制装置中作为执行元件。每当步进驱动器接收到一个脉冲信号，就驱动步进电动机前进一个固定的角度或者直线位移，而且其输出转角、转速与输入脉冲个数及频率有着严格的对应关系。步进电动机因其本身的特点，在具体的应用中有利于实现设备的小型化和低成本，因而多用于数字式计算机的外部设备、打印机、机器人四肢、绘图机和磁盘等装置，特别是是在人形机器人领域，其步进电动机性能的高低很大程度上决定了人形机器人的先进程度。步进电动机的驱动电源由变频脉冲信号源、脉冲分配器及脉冲放大器组成，此驱动电源向电机绕组提供脉冲电流。步进电动机的运行性能取决于电动机与驱动电源间的良好配合。 2 步进电动机的分类及其特点 步进电动机按其工作原理可以分为永磁式步进电动机（PM）、反应式步进电动机（VR）和混合式步进电动机（HM）三种基本类型。 永磁式步进电动机定子上有多项绕组，转子上有永磁体的磁极，从而在产生极性交替的磁场，如果励磁的变化太快就会导致转子不能和定子磁场方向的变化保持同步，这种现象称为步进电动机转子的失步。永磁式步进电动机的缺点是它的转矩较小、起动频率和运行频率比
较低，优点是其体积小、运行效率高、消耗的功率比较小以及制造成本低。永磁式步进电动机的步进角一般可分为7.5°、15°、18°、45°等几种。 反应式步进电动机也称为磁阻式步进电动机，其定子、转子铁芯的内外表面上均设有按一定规律分布的相近齿槽，利用定子、转子铁芯齿槽的相对位置变化引起磁路磁阻的变化，从而输出大转矩。反应式步进电动机结构形式较多，定子铁芯有单段式、多段式，磁路有径向、轴向，绕组相数有三相、四相、五相。反应式步进电动机步距角可做到1°～15°，甚至更小，因此精度容易保证，起动频率与运行频率较高，但是功耗大、效率较低。 混合式步进电动机是指结合了永磁式步进电动机和反应式步进电动机的优点，电动机步距角小、精度高、工作频率高、且功耗小、效率高。它的定子、转子铁芯结构与反应式步进电动机相似，转子有永磁体在气隙中产生单极性磁场，此磁场还被转子上软磁材料的齿槽调制步进角一般有0.72°和1.8°两种，这种步进电动机的应用最为广泛。 3 步進电动机的应用 步进电动机广泛应用与生产实践中的各个领域，也是很多领域不可或缺的元件，通过分析它的技术含量无疑可以间接窥探一个国家的科技发展水平。 3.1 步进电动机在数控机床中的应用 步进电动机在数控机床中的应用最为广泛，因为步进电动机不需要A/D转换就能够直接将数字脉冲信号转换为角位移或者直线位移，进而经过适当传动机构转化为数控机床执行机构的进给运动、调整运动等运动，所以说步进电动机是数控机床最理想的驱动元件。早期的步进电动机的输出转矩比较小，无法满足数控机床对转矩的要求，随着技术的发展，现在已经能够实现步进电动机在数控机床上单独作为执行元件，比如有些大转矩步进电动机不需要经过传动系统的转矩放大就可以直接和主轴相连。 3.2 步进电动机在工业机械手中的应用
电机控制技术 1步进电动机概述
步进电动机概述 步进电动机是将电脉冲信号转换为相应的角位移或直线位移的一种特殊电机。每输入一个电脉冲信号，电机就转动一个角度，它的运动形式是步进式的，所以称为步进电动机。又由于它输入的是脉冲电流，所以也叫脉冲电动机。反应式步进电动机的工作原理是建立在磁力线力图通过磁阻最小的路径，产生磁阻转矩来驱动转子转动。输出的角位移或线位移量与脉冲数成正比，转速与脉冲的频率成正比，转向取决于控制绕组中的通电顺序。它能按照控制脉冲的要求，快速启动、反转、制动和无级调速。正常工作时能够不失步，步距精度高，每步停止转动时具有自锁能力。因此，被广泛应用于数字控制系统中作执行元件用。 步进电动机在不需要变换的情况下，能直接将数字脉冲信号转换成角位移或线位移，因此它很适合作为数字控制系统的伺服元件。 步进电动机每相绕组中的通电是脉冲式的，每输入一个控制脉冲信号，转子转过的角度称为步距角，步距角的大小由转子齿数和运行拍数所决定。由于同一台步进电动机既可用单相通电方式也可用双相通电方式运行，所以它有两个步距角。 步进电动机静转矩与失调角间的关系称为矩角特性，在θ=90°时有最大静转矩，它是步进电动机的主要性能指标之一，一般增加通电相数能提高它的数值。 动态性能直接影响系统工作的可靠性和快速性。步距角越小，运行的稳定性越好。只有负载转矩小于最大负载转矩，电机才能带负载作步进运行运行；拍数和矩角特性的波形对最大负载转矩有很大影响。由于控制绕组中电感的影响，绕组中的电流不能突变，致使步进电动机的转矩随频率增高而减小。在动态时的主要特性和性能指标有：启动矩频特性和运行矩频特性，启动频率和运行频率。尽可能提高电机转矩，减小电机和负载的惯量，是改善动态性能的有效途径。 当脉冲频率等于振荡频率的1/K 时，惯性转子会发生振荡甚至失步，所以在使用时应避免在共振频率下运行。为了消弱振荡现象，一般都装有机械阻尼器。 步进电动机除常用的反应式外还有永磁式和混合式步进电机，尤其是混合式步进电机近几年发展较快。它们的原理大致和反应式相似，所不同的是转子也有磁极，工作时两个磁动势共同作用在磁路上。 步进电动机需要有一个专门电源来驱动，驱动电源对电机的运行性能有很大的影响。要改善运行性能，必须从电机和电源两方面着手。按绕组中电流的流向分为单极性和双极
我国电机发展的历史与现状
一、我国电机的发展史 1、我国大功率电机的发展 中国电机的生产和应用起步很晚，但发展很快。 中国在文化大革命中已经生产和应用，例如江苏、浙江、北京、南京、四川都生产，而且都在各行业使用，驱动电路所有半导体器件都是完全国产化的，当时是全分立元器件构成的逻辑运算电路，还有电容耦合输入的计数器，触发器，环形分配器。中等耐压的大功率半导体器件也完全国产化。当时应用最多的是线切割机，都是快走丝的。线切割机的X-Y平台丝杆就用步进电动机驱动。当时的图纸是全国公开，给个晒蓝图的费用就行了。 随着改革开放政策方针的实施，80年代我国电机发展很迅速。 步进电机的细分控制，在改革开放初期，国内就已经基本掌握，这与交流电动机的矢量控制相比，难度要低得多。在卫星、雷达等应用场合，中国在文化大革命后期，就生产了力矩电机，就生产了环形力矩电机。 我国直线电机的研究和应用发展是从20世纪70年代初开始的。
1972年，浙江大学在国内首先翻译了一本《直线感应电动机》译文集，后由科学出版社出版发行，尔后，上海大学、上海电机厂、中科院电工所等又编译了一些直线电机的书籍并出版，近两年来，浙江大学又连续出版了3本直线电机著作，国内开展直线电机应用研究的单位主要有：中科院电工所、西安交通大学、浙江大学、上海大学、太原工业大学、焦作矿业学院等。主要成果有工厂行车、电磁锤、冲压机、摩擦压力机、磁分选机、玻璃搅拌、拉伸机、送料机、粒子加速器、邮政分拣机、矿山运输系统、计算机磁盘定位系统、自动绘图仪、直线电机驱动遥控（电动）窗帘机、直线电机驱动门、炒茶机等，我国直线电机研究虽然也取得了一些成绩，但也国外相比，其推广应用方面尚存在很大差距，目前，国内不少研究单应已越来越注意到这点。 90年代至今，我国的大功率电机已在重工业上应用很广，技术相对成熟。 2、小功率电机的发展 我国小功率电机产业经过40多年的发展，特别是改革开放20多年以来的快速发展，取得了长足进步。 小功率电机产业在我国的发展分两个阶段。第一阶段，顺应我国
步进电动机浅析论文
步进电动机 目录 一、步进电动机概述2 1.1简介2 1.2分类3 二、感应子式步进电动机的工作原理3 2.1反应式步进电动机工作原理3 2.1.1结构：3 2.1.2旋转：3 2.1.3力矩：4 三、步进电动机组成6 3.1脉冲信号的产生。5 3.2功率放大5 3.3细分驱动器7 四、步进电机的应用7 4.1步进电机的选择7 4.1.1步距角的选择7 4.1.2静力矩的选择7 4.1.3电流的选择7 4.1.4力矩与功率换算8 4.2应用中的注意点8 结束语：9 参考文献：9
摘要 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。本文详细介绍了步进电机的发展史，步进电机的分类以与步进电机的发展趋势。 关键词：步进电机脉冲发展
一、步进电动机概述 1.1简介 步进电动机是一种用电脉冲信号进行控制，并将电脉冲激励信号转换成相应的角位移或线位移的离散值控制电动机，这种电动机每当输入一个电脉冲就动一步，所以又称脉冲电动机。一般电动机都是连续转动的，而步进电动机则有定位和运转两种基本状态，当有脉冲输入肘步进电动机一步一步地转动，每给它一个脉冲信号，它就转过一定的角度。步进电动机的角位移量和输入脉冲的个数严格成正比，在时间上与输入脉冲同步，因此只要控制输入脉冲的数量、频率与电动机绕组通电的相序，便可获得所需的转角、转速与转动方向。在没有脉冲输入时，在绕组电源的激励下气隙磁场能使转子保持原有位置处于定位状态。 1.2分类 步进电动机按其输出转矩的大小来分，可以分为快速步进电动机和功率步进电动机。快速步进电动机连续工作频率高而输出转矩较小，一般在N·cm级，可以作为控制小型精密机床的工作台(例线切割机床)也可以和液压转矩放大器组成电液脉冲马达去驱动数控机床的工作台，而功率步进电动机的输出转矩就比较大是N·m级的，可以直接去驱动机床的移动部件。步进电动机按其励磁相数，可以分为三相、四相、五相、六相甚至八相。一般来说随着相数的增加，在一样频率的情况下，每相导通电流的时间增加，各相平均电流会高些，从而使电动机的转速—转矩特性会好些，步距角亦小。但是随着相数的增加，电动机的尺寸就增加，结构亦复杂，目前多用3～6相的步进电动机。步进电动机按其工作原理来分，主要有磁电式和反应式两大类。这里以广泛的感应子式步进电机为例，叙述其基本工作原理。
步进电机概述
步进电机及其发展 步进电机又称脉冲电机或阶跃电机，国外称为(Stepper motors)。目前，随着电子技术、控制技术以及电动机本体的发展和变化，传统电机分类间的界面越来越模糊。步进电机的工作过程为，每输入一个脉冲信号，则改变一次励磁状态使转子转过一定角度，若没有脉冲信号输入，则转子保持在某一位置静止不动。因此，步进电机是一种受电脉冲信号控制的无刷式直流电机，也可看作是在一定频率范围内转速与控制频率同步的同步电机[13]。 步进电机工作的机理是基于最基本的电磁铁作用，其原始模型起源于1830年至1860年间。1870年前后开始以控制为目的的尝试，应用于氢弧灯的电极输送机构中。这被认为是最初的步进电机。此后，在电话自动交换机中广泛使用了步进电机。不久又在缺乏交流电源的船舶和飞机等独立系统中广泛便用。 20世纪60年代后期，在步进电机本体方面随着永磁材料的发展，各种实用性步进电机应运而生，而半导体技术的发展则推动了步进电机在众多领域的应用。在近30年间，步进电机迅速的发展并成熟起来。从发展趋向来讲，步进电机己经能与直流电机、异步电机，以及同步电机并列，从而成为电动机的一种基本类型。 我国步进电机的研究及制造起始与上世纪50年代后期。从50年代后期到60年代后期，主要是高等院校和科研机构为研究一些装置而使用或开发少量产品。这些产品以多段结构三相反应式步进电机为主。70年代初期，步进电机的生产和研究有所突破。除反应在驱动器设计方面的长足进步外，对反应式步进电机本体的设计研究也发展到一个较高水平。自80年代中期以来，由于对步进电机精确模型做了大量研究工作，各种混合式步进电机及其驱动器作为产品广泛利用。2.2 步进电动机在控制上的特点 （1）步进电动机的输出角与输入的脉冲个数严格成正比，故控制输入步进电动机的脉冲个数就能控制位移量; （2）步进电动机的转速与输入的脉冲频率成正比，只要控制脉冲频率就能调节步进电动机的转速; （3）步进电动机有保持力矩，当停止输人脉冲时，只要维持绕组内电流不变，电动机轴可以保持在某固定位置上，不需要机械制动装置;
步进电动机
一、前言步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。 虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。 目前,生产步进电机的厂家的确不少，但具有专业技术人员，能够自行开发，研制的厂家却非常少，大部分的厂家只一、二十人，连最基本的设备都没有。仅仅处于一种盲目的仿制阶段。这就给用户在产品选型、使用中造成许多麻烦。签于上述情况，我们决定以广泛的感应子式步进电机为例。叙述其基本工作原理。望能对广大用户在选型、使用、及整机改进时有所帮助。 二、感应子式步进电机工作原理 （一）反应式步进电机原理 由于反应式步进电机工作原理比较简单。下面先叙述三相反应式步进电机原理。 1、结构： 电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。0、1/3て、2/3て,（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示），即A与齿1相对齐，B与齿2向右错开1/3て，C与齿3向右错开2/3て，A’与齿5相对齐，（A’就是A，齿5就是齿1） 2、旋转： 如A相通电，B，C相不通电时，由于磁场作用，齿1与A对齐，（转子不受任何力以下均同）。如B相通电，A，C相不通电时，齿2应与B对齐，此时转子向右移过1/3て，此时齿3与C偏移为1/3て，齿4与A偏移（て-1/3て）=2/3て。如C相通电，A，B相不通电，齿3应与C对齐，此时转子又向右移过1/3て，此时齿4与A偏移为1/3て对齐。如A相通电，B，C相不通电，齿4与A对齐，转子又向右移过1/3て这样经过A、B、C、A 分别通电状态，齿4（即齿1前一齿）移到A相，电机转子向右转过一个齿距，如果不断地按A，B，C，A……通电，电机就每步（每脉冲）1/3て,向右旋转。如按A，C，B，A……通电，电机就反转。 由此可见：电机的位置和速度由导电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。 不过，出于对力矩、平稳、噪音及减少角度等方面考虑。往往采用A-AB-B-BC－C-CA-A 这种导电状态，这样将原来每步1/3て改变为1/6て。甚至于通过二相电流不同的组合，使其1/3て变为1/12て，1/24て，这就是电机细分驱动的基本理论依据。 不难推出：电机定子上有m相励磁绕阻，其轴线分别与转子齿轴线偏移1/m,2/m……(m-1)/m,1。并且导电按一定的相序电机就能正反转被控制——这是步进电机旋转的物理条件。只要符合这一条件我们理论上可以制造任何相的步进电机，出于成本等多方面考虑，市场上一般以二、三、四、五相为多。 3、力矩： 电机一旦通电，在定转子间将产生磁场（磁通量Ф）当转子与定子错开一定角度产生力F与（dФ/dθ）成正比S 其磁通量Ф=Br*S Br为磁密，S为导磁面积F与L*D*Br成正比L 为铁芯有效长度，D为转子直径Br=N·I/R N·I为励磁绕阻安匝数（电流乘匝数）R为磁阻。 力矩=力*半径
步进电机原理及发展方向
目录 摘要 (1) 英文摘要 (2) 一．简述 (3) 二．步进电机的工作原理 (3) 三．步进电机的分类 (3) 1.永磁式步进电机 (3) 2.反应式步进电机 (3) 3.混合式步进电机 (4) 四．步进电机的基本原理 (4) (一)反应式步进电机 (4) （二）感应子式步进电机 (4) 五．步进电机的一些参数 (6) 1.电机固有步距角 (6) 2.步进电机的相数 (6) 3.保持转矩（HOLDING TORQUE） (6) 六．步进电机的特点 (6) 七．步进电机的驱动系统 (7) 八．步进电机的主要特性 (8) 九．步进电机与伺服电机的区别 (8) 1. 控制精度不同 (8) 2. 低频特性不同 (8) 3. 矩频特性不同 (8) 4..过载能力不同 (9) 5..运行性能不同 (9) 6.速度响应性能不同 (9) 十．步进电机的发展方向 (9) 总结 (11) 参考文献 (12) 有关机械专业方面英语范文 (13) 有关机械专业方面英语范文译文 (15)
摘要 步进电机最早是在1920年由英国人所开发。1950年后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上，这对于数字化的控制变得更为容易。以后经过不断改良，使得今日步进电机已广泛运用在需要高定位精度、高分解性能、高响应性、信赖性等灵活控制性高的机械系统中。在生产过程中要求自动化、省人力、效率高的机器中，我们很容易发现步进电机的踪迹，尤其以重视速度、位置控制、需要精确操作各项指令动作的灵活控制性场合步进电机用得最多。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。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。 步进电机是将电脉冲信号变换成角位移或直线位移的执行部件。步进电机可以直接用数字信号驱动，使用非常方便。一般电动机都是连续转动的，而步进电动机则有定位和运转两种基本状态，当有脉冲输入时步进电动机一步一步地转动，每给它一个脉冲信号，它就转过一定的角度。步进电动机的角位移量和输入脉冲的个数严格成正比，在时间上与输入脉冲同步，因此只要控制输入脉冲的数量、频率及电动机绕组通电的相序，便可获得所需的转角、转速及转动方向。在没有脉冲输入时，在绕组电源的激励下气隙磁场能使转子保持原有位置处于定位状态。因此非常适合于单片机控制。步进电机还具有快速启动、精确步进和定位等特点，因而在数控机床，绘图仪，打印机以及光学仪器中得到广泛的应用。步进电动机已成为除直流电动机和交流电动机以外的第三类电动机。传统电动机作为机电能量转换装置，在人类的生产和生活进入电气化过程中起着关键的作用。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。本文详细介绍了步进电机的原理，特点及发展方向。 关键词：步进电机脉冲步距角