步进电机的发展历程
步进电机的发展历程
风雨历程：步进电机一路走来步进电机又称脉冲电机或阶跃电机，从广义上讲，步进电机是一种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脉冲频率同步的同步电机。
国外一般称为Step montor或Stepping motor,Pulse montor,Stepper等等。
步进电机最早出现在哪，我国最早出现步进电机又是在什么时候呢，接下来松文机电为你带来步进电机一路走来的风雨历程。
步进电机的机理是基于最基本的电磁铁作用，其原如模型起源于1830年至1860年间。
1870年前后开始以控制为目的的尝试，应用于氩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使用。
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进了步进电机在众多领域的应用。
在近30年间，步进电机迅速地发燕并成熟起来。
从发展趋向来讲，步进电机已经能与直流电机、异步电机、以及同步电机并列，从而成为电机的一种基本类型。
我国步进电机的研究及制造起始于本世纪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。
除反映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发展到一个较高水平。
70年代中期至80年年代中期为成品发展阶段，新品种高性能电机不断被开发。
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驱动器作为产品广泛利用。
步进电机的种类及其工作原理课件
04
反应式步进电机
反应式步进电机结构特点
定子与转子
由定子和转子组成，定子上有绕组，转子由软磁材料制成，上有 多个齿。
凸极结构
凸极结构使得转子的齿与定子的极相配合，从而实现步进运动。
绕组分布
绕组通常采用集中绕组或分布式绕组，以提供所需的磁场。
反应式步进电机工作原理
通电顺 序
按照特定的通电顺序依次给各相绕组通电，使得转子按照设定的方 向步进旋转。
步进控制
通过微控制器或驱动器控制电流的流 向和大小，可以控制滑块的移动方向 和速度，从而实现精确的步进控制。
直线步进电机应用领域
工业自动化
直线步进电机广泛应用于各种工业自动化设备中，如数控机 床、激光切割机、包装机等，用于实现工件的精确定位和移动。
医疗器械
由于直线步进电机的步进精度高、噪音低、易于控制等特点， 它也被广泛应用于医疗器械中，如医疗影像设备、手术机器 人等。
运动控制。
仪器仪表
在仪器仪表中，反应式步进 电机常用于驱动指针或显示 器件，实现精确的指示和测量。
办公自动化设备
在办公自动化设备中，如打 印机、复印机、扫描仪等， 反应式步进电机用于驱动纸 张传输、感光鼓旋转等部件， 实现高效的工作。
05
直线步进电机
直线步进电机结构特点
线圈和磁轨
直线步进电机由线圈和磁轨组成，线圈通常被封装在一个移动滑 块中，而磁轨则固定不动。
永磁式步进电机应用领域
1 2 3
工业自动化 永磁式步进电机广泛应用于各种工业自动化设备 中，如数控机床、包装机械、印刷机械等，实现 精确定位和自动控制。
办公设备 在打印机、复印机、扫描仪等办公设备中，永磁 式步进电机用于驱动进纸、走纸、扫描等部件， 实现精确控制和高效工作。
电机的历史与未来发展---范本模板
摘要在现代社会中,电能是现代社会最主要的能源之一。
在电能的生产、输送和使用等方面，电机起着重要的作用。
从19世纪30年代法拉第发明了世界上第一台真正意义上的电机—法拉第圆盘发电机开始，到现在21世纪10年代，电机的发展已经经过了近200年的历史.从最初的直流电机到现在大热的超声电机,随着科学的进步，生产力的迅猛发展，电机更新换代的速度日益加快，应用范围也越来越广，遍及生产生活的各个领域。
我国在电机方面起步比西方国家晚了100年，但研究发展速度很快，很多企业和高校也都有自己新的研究技术,与国外先进国家的差距在逐渐缩短。
未来,相信电机的应用和发展将会更加环保，更加智能。
关键词:电机、历史、发展、中国电机发展、未来1、电机的简介电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。
电机主要包括发电机、变压器和电动机等类型。
发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备,电动机将电能转换成为机械能，用来驱动各种用途的生产机械.在自然界各种能源中，电能具有大规模集中生产、远距离经济传输、智能化自动控制的突出特点,它不但成为人类生产和活动的主要能源，而且对近代人类文明的产生和发展起到了重要的推动作用。
与此相呼应，作为电能生产、传输、使用和电能特性变化的核心装备,电机在现代社会所有行业和部门中也占据着越来越重要的地位。
纵观电机的发展，其应用范围不断扩大，使用要求不断提高，结构类型不断增多，理论研究也不断深入.特别是近30年来,随着电力电子技术和计算机技术的进步，尤其是超导技术的重大突破和新原理；新结构；新材料；新工艺;新方法的不断推动，电机发展更是呈现出勃勃生机，其前景是不可限量的。
2、电机的历史2。
1直流电机发展史1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流磁效应随后安培通过总结电流在磁场中所受机械力的情况建立了安培定律1821 年 9 月法拉第发现通电的导线能绕永久磁铁旋转以及磁体绕载流导体的运动，第一次实现了电磁运动向机械运动的转换,从而建立了电动机的实验室模型，被认为是世界上第一台电机1822年，法国的阿拉戈。
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。
最新电机发展历史年鉴
最新电机发展历史年鉴电机的发展大体上可以分为四个阶段：（1）直流电机；（2）交流电机；（3）1控制电机；（4）特种电机。
21820年，丹麦物理学家奥斯特（Oersted）发现了电流在磁场中受机械力的作3用，即电流的磁效应。
41821年，英国科学家法拉第(Faraday)总结了载流导体在磁场内受力并发生机5械运动的现象，法拉第的试验模型可以认为是现代直流电动机的雏形。
61824年，阿拉果（Arago）发现了旋转磁场，为交流感应电动机的发明奠定了7基础。
当时阿拉果（Arago）转动一个悬挂着的磁针，在磁针外围环绕一个金属8圆环，以研究磁针旋转时圆环所起的阻尼作用，这就是首次利用机械力所产生的9旋转磁场。
101825年，发现了阿拉果旋转现象，根据作用力和反作用力的原理，利用外绕11金属圆环的旋转，阿拉果使悬挂的磁针得到一定的偏转，这个现象实质上就是以12后多相感应电动机的工作基础。
131831年，法拉第发现了电磁感应定律，并发明了单极直流电机。
141832年，人们知道了单相交流发电机。
由于生产上没什么需要，加上当时科15学水平的限制，人们对交流电还不很了解，所以交流电机实质上没什么发展。
161833年，法国发明家皮克西（Pixii）制成了第一台旋转磁极式直流发电机，17主要利用了磁铁和线圈之间的相对运动和一个换向装置，这就是现代直流发电机18的雏形。
楞次已经证明了电机的可逆原理。
191833～1836年，美国人奥蒂斯设计和制造了第一台ARBOR步进电机生产率为2035米3／时。
211834年，俄国物理学家雅可比（Якоби）设计并制成了第一台实用的直22流电动机，该电动机有15瓦，由一组静止的磁极和一组可以转动的磁极组成；23依靠两组磁极之间的电磁力和换向器的换向作用，得到了连续的旋转运动。
241838年，雅可比把改进的直流电动机装在一条小船上。
251850年，美国发明家佩奇（Page）制造了一台10马力的直流电动机，用来驱26动有轨电车。
步进电机发展趋势介绍
步进电机发展趋势介绍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。
可是在人类社会进入自动化时代的今天，传统电动机的功能已不能满足工厂自动化和办公自动化等各种运动控制系统的要求。
为适应这些要求，发展了一系列新的具备控制功能的电动机系统，其中较有自己特点，且应用十分广泛的一类便是步进电动机。
步进电动机的发展与计算机工业密切相关。
自从步进电动机在计算机外围设备中取代小型直流电动机以后，使其设备的性能提高，很快地促进了步进电动机的发展。
另一方面，微型计算机和数字控制技术的发展，又将作为数控系统执行部件的步进电动机推广应用到其他领域，如电加工机床、小功率机械加工机床、测量仪器、光学和医疗仪器以及包装机械等。
任何一种产品成熟的过程，基本上都是规格品种逐步统一和简化的过程（专、精度）。
现在，步进电动机的发展—（结构的发展）已归结为单段式结构的磁阻式、混合式和爪极结构的永磁式三类。
爪极电机价格便宜，性能指标不高，混合式和磁阻式主要作为高分辨率电动机，由于混合式步进电动机具有控制功率小，运行平稳性较好而逐步处于主导地位。
最典型的产品是二相8极50齿的电动机，步距角1.8°／0.9°（全步／半步）；还有五相10极50齿和一些转子100齿的二相和五相步进电动机，五相电动机主要用于运行性能较高的场合。
到目前，工业发达国家的磁阻式步进电动机已极少见。
步进电动机最大的生产国是日本，如日本伺服公司、东方公司、SANYO DENKI和MINEBEA及NPM公司等，特别是日本东方公司，无论是电动机性能和外观质量，还是生产手段，都堪称是世界上最好的。
现在日本步进电动机年产量（含国外独资公司）近2亿台。
日本松下电机也不错哦。
另外的结论是HB型电动机更适合于低速大转矩用途；RM型适用于平稳运行以及转速大于1000r/min的用途；而PM型成本低，在低转速时的振动和高转速时的大转矩方面，三相PM型电动机比两相电动机的性能要好。
步进电机发展现状
步进电机发展现状
步进电机是一种开环控制的电机，具有精确的位置控制和良好的静态力矩特性。
在过去几十年的发展中，步进电机经历了一系列的改进和创新。
首先，步进电机的结构和工艺逐渐优化。
传统的步进电机结构较为复杂，体积较大，而现代步进电机采用了轻量化设计，减小了尺寸和重量。
同时，随着技术的发展，步进电机的制造工艺也得到了改进，提高了生产效率和产品质量。
其次，步进电机的控制方式不断创新。
传统的步进电机控制方法是以开环方式工作，控制信号直接驱动电机转动。
而现代步进电机引入了闭环控制技术，通过激光传感器或编码器等装置实时监测电机位置，从而实现更加精确的位置控制。
此外，步进电机的性能也得到了提升。
新型步进电机采用了更先进的磁性材料和电子元器件，使得步进电机的动态特性得到了改善。
例如，响应速度更快、转矩更大、噪音更低等。
另外，步进电机也广泛应用于各个领域。
传统应用领域包括打印机、CNC机床、机器人等，而现代步进电机则在3D打印、医疗设备、航空航天等高端领域发挥着重要作用。
总的来说，步进电机在过去几十年间经历了多个方面的发展和创新。
通过结构的优化、控制方式的创新、性能的提升以及广泛应用的拓展，步进电机在各个领域都有着广阔的应用前景。
电机的发展历程
电机的发展历程电机的发展历程可以追溯到古代希腊和罗马时期的静电现象的观察。
然而，真正的电机的发展始于18世纪，当时科学家们对电学进行了更深入的研究。
以下是电机的发展历程：1. 电荷发现：在1733年，物理学家Charles Dufay首次观察到物体可以带有正电荷或负电荷。
这是电机研究的基础。
2. 静电机的发明：德国科学家Otto von Guericke于1660年发明了静电机，通过擦拭橡胶球或玻璃球来产生静电荷，并用于展示静电现象。
3. 电流发现：在18世纪初，著名的英国科学家查尔斯·卡文迪什(Charles Cavendish)发现了电流的存在。
他证明了将静电荷通过导体连接形成闭合电路时，电流会形成。
4. 电化学：在19世纪初，伦敦化学家安德烈-玛丽·安培(André-Marie Ampère)研究了电流与磁场之间的相互作用。
他的实验奠定了现代电动机的基础。
5. 电磁感应：作为电机发展的重要里程碑，迈克尔·法拉第(Michael Faraday)于1831年发现了电磁感应现象。
他证明，当通过导线的磁场发生变化时，会在导线中产生电流。
6. 直流电动机的发明：英国物理学家威廉·斯图尔特(Wiliam Sturgeon)于1832年发明了直流电机。
他的设计使用通电线圈和磁铁，使得线圈可以在磁场中旋转。
7. 交流电动机的发展：创始于19世纪末的交流电机的发展推动了电机工业的进一步发展。
1879年，尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)发明了交流电机，将交流电的运输和应用推向了前所未有的高度。
8. 电机控制系统的发展：随着电机技术的发展，人们也开始研究电机控制系统。
20世纪初，美国工程师Charles Proteus Steinmetz开创了电机控制理论，并为电机的运行提供了更精确的控制手段。
9. 现代电机技术：随着电子技术和计算机技术的迅速发展，电机技术也取得了巨大的进步。
步进电动机
步进电动机步进电动机是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。
把电脉冲信号变换成角位移以控制转子转动的微特电机。
在自动控制装置中作为执行元件。
每输入一个脉冲信号，步进电动机前进一步，故又称脉冲电动机。
步进电动机多用于数字式计算机的外部设备，以及打印机、绘图机和磁盘等装置。
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，由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决定于电机与驱动电源间的良好配合。
分类步进电动机分为机电式、磁电式及直线式三种基本类型。
机电式步进电动机机电式步进电动机由铁心、线圈、齿轮机构等组成。
螺线管线圈通电时步进电机工作原理将产生磁力，推动其铁心心子运动，通过齿轮机构使输出轴转动一角度，通过抗旋转齿轮使输出转轴保持在新的工作位置；线圈再通电，转轴又转动一角度，依次进行步进运动。
磁电式步进电动机磁电式步进电动机主要有永磁式、反应式和永磁感应子式3种形式。
永磁式步进电动机由四相绕组组成。
A相绕组通电时，转子磁钢将转向该相绕组所确定的磁场方向;A相断电、B相绕组通电时，就产生一个新的磁场方向，这时，转子就转动一角度而位于新的磁场方向上，被激励相的顺序决定了转子运动方向。
永磁式步进电动机消耗功率较小，步矩角较大。
缺点是起动频率和运行频率较低。
反应式步进电动机在定、转子铁心的内外表面上设有按一定规律分布的相近齿槽，利用这两种齿槽相对位置变化引起磁路磁阻的变化产生转矩。
这种步进电动机步矩角可做到1°～15°，甚至更小，精度容易保证，起动和运行频率较高，但功耗较大，效率较低。
永磁感应子式步进电动机又称混合式步进电动机。
是永磁式步进电动机和反应式步进电动机两者的结合，并兼有两者的优点。
实用的步进电机驱动电路直线式步进电动机有反应式和索耶式两类。
索耶式直线步进电动机由静止部分（称为反应板）和移动部分(称动子)组成。
一步进马达的概论1步进马达名称的由来---步进马达在英文有多种
一．步进马达的概论1.步进马达名称的由来---步进马达在英文有多种表达方式，（Stepping motor,Step motor,Stepper motor,Pulse motor),但不管用什么样的方式表示，对中文而言，就是一步一步阶段性的动，也就是输入一个脉波，马达就会有一定的回转角度，所以在中文就称呼为步进马达。
2.步进马达的历史背景---1830年代文献上就有步进马达的记载，但它的性能非常的简单，考虑的只是单纯的动作而已，一直到1930年被应用在船舰遥控技术上，1960年代开始进入工作机械作定位用，更进一步1980年代生产量到3000万台，其中有80%使用在OA有关的产业上，1990年代随信息产业的快速发展，步进马达的使用量也跟着快速成长。
3.步进马达的特征及用途---步进马达具体有下列的特征，所以可以广泛的应用在OA产品上。
3.1 可以作间隙性驱动、正转、逆转、变速以及微型驱动。
3.2 总回转角度与输入脉波的总数成正比，回转速度也与输入频率成正比。
3.3 因为与频率成正比例关系，所以可以利用数字信号来控制定位。
3.4 角度的误差小，而且不会积累误差。
3.5 在低速时具有高转矩的特性。
目前步进马达在各方面应用上主要针对它特征加以活用,以其间隙性动作为纸张传送,以及位置定位最多。
4.步进马达的定位步进马达因具有优异的控制特性,而且可以达到数百瓦的输出功率,所以作为控制的动力源,具有非常高的价值.在马达的分类上步进马达是属于较特殊的马达,因为它同时输入两种信号,一是DC电源,另一方面输入数字AC信号,但马达一般是依照电源来区分。
AC马达:感应式马达同步马达交直流两用马达DC马达:有刷马达无刷马达步进马达二．PM型步进马达的基本构造1.马达的零件组件步进马达的零件组件大体上是有转子组,定子组与其它配件所组成2.转子组(ROTOR)轴,磁铁保持器,磁铁这三种零件组合2.1轴心步进马达属于无刷马达的一种,在可靠性上除了轴心与轴承相互磨损外,无其它因素存在,所以轴心材质及精度必须慎重的选择与控制,才能到高可靠的要求.2.2磁铁保持器针对马达惯性量的考虑,目前使用的材质有主要的三种,一为铝合金,二为铜制品,三为塑料制品.铝合金制造上有使用CNC车削,或者压铸成型后CNC车削,车削在大量生产时品质和生产量比塑料制品不容易控制,而且为了将低转子惯性量,大部分会将内部掏空降低重量。
步进电机的发展史及其应用
步进电机的发展史及其应用步进电机的发展史及其应用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。
上个世纪就出现了步进电机，它是一种可以自由回转的电磁铁，动作原理和今天的反应式步进电机没有什么区别，也是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩。
在本世纪初，由于资本主义列强争夺殖民地，造船工业发展很快，同时也使得步进电动机的技术得到了长足的进步。
到了80年代后，由于廉价的微型计算机以多功能的姿态出现，步进电动机的控制方式更加灵活多样。
原来的步进电机控制系统采用分立元件或者集成电路组成的控制回路，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。
计算机则通过软件来控制步进电机，更好地挖掘出电动机的潜力。
因此，用计算机控制步进电机已经成为了一种必然的趋势，也符合数字化的时代趋势。
步进电机和普通电动机不同之处是步进电机接受脉冲信号的控制。
步进电机靠一种叫环形分配器的电子开关器件，通过功率放大器使励磁绕组按照顺序轮流接通直流电源。
由于励磁绕组在空间中按一定的规律排列，轮流和直流电源接通后，就会在空间形成一种阶跃变化的旋转磁场，使转子步进式的转动，随着脉冲频率的增高，转速就会增大。
步进电机的旋转同时与相数、分配数、转子齿轮数有关。
现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机、永磁式步进电机、混合式步进电机和单相式步进电机等。
其中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。
现阶段，反应式步进电机获得最多的应用。
步进电机和普通电机的区别主要就在于其脉冲驱动的形式，正是这个特点，步进电机可以和现代的数字控制技术相结合。
不过步进电机在控制的精度、速度变化范围、低速性能方面都不如传统的闭环控制的直流伺服电动机。
在精度不是需要特别高的场合就可以使用步进电机，步进电机可以发挥其结构简单、可靠性高和成本低的特点。
电机发展历史年鉴
电机的发展大体上可以分为四个阶段：（1）直流电机；（2）交流电机；（3）控制电机；（4）特种电机。
1820年，丹麦物理学家奥斯特（Oersted）发现了电流在磁场中受机械力的作用，即电流的磁效应。
1821年，英国科学家法拉第(Faraday)总结了载流导体在磁场内受力并发生机械运动的现象，法拉第的试验模型可以认为是现代直流电动机的雏形。
1824年，阿拉果（Arago）发现了旋转磁场，为交流感应电动机的发明奠定了基础。
当时阿拉果（Arago）转动一个悬挂着的磁针，在磁针外围环绕一个金属圆环，以研究磁针旋转时圆环所起的阻尼作用，这就是首次利用机械力所产生的旋转磁场。
1825年，发现了阿拉果旋转现象，根据作用力和反作用力的原理，利用外绕金属圆环的旋转，阿拉果使悬挂的磁针得到一定的偏转，这个现象实质上就是以后多相感应电动机的工作基础。
1831年，法拉第发现了电磁感应定律，并发明了单极直流电机。
1832年，人们知道了单相交流发电机。
由于生产上没什么需要，加上当时科学水平的限制，人们对交流电还不很了解，所以交流电机实质上没什么发展。
1833年，法国发明家皮克西（Pixii）制成了第一台旋转磁极式直流发电机，主要利用了磁铁和线圈之间的相对运动和一个换向装置，这就是现代直流发电机的雏形。
楞次已经证明了电机的可逆原理。
1833～1836年，美国人奥蒂斯设计和制造了第一台ARBOR步进电机生产率为35米3／时。
1834年，俄国物理学家雅可比（Якоби）设计并制成了第一台实用的直流电动机，该电动机有15瓦，由一组静止的磁极和一组可以转动的磁极组成；依靠两组磁极之间的电磁力和换向器的换向作用，得到了连续的旋转运动。
1838年，雅可比把改进的直流电动机装在一条小船上。
1850年，美国发明家佩奇（Page）制造了一台10马力的直流电动机，用来驱动有轨电车。
1851年，辛斯坦得首先提出（1863年再次由华尔德提出）电流代替永磁来励磁，使磁场得以初步加强。
步进式电机zero改
步进电机的参数：
①步进电机的相数：是指电机内部的线圈组数，目前常用的有两相、三相、五相步进电机。 ②拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态，用M表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲
数。
③保持转矩：是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。 ④步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移。 ⑤定位转矩：电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩。 ⑥失步：电机运转时运转的步数，不等于理论上的步数。 ⑦失调角：转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度，电机运转必存在失调角，由失调角产生的误差，采用细分
驱动是不能解决的。
⑧运行矩频特性：电机在某种测试条件下测得运行中输出力矩与频率关系的曲线 。
特性：
• 一般步进电机的精度为步距角的3-5%，且不累积； • 步进电机外表允许的最高温度取决于不同电机磁性材料的退磁点； • 步进电机的力矩会随转速的升高而下降（U=E+L(DI/DT)+IR）
• 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
这都得益于中国的改革开饭政策，别怪我bb，我们现在说什么不好的在我们的后辈看来未必不好，我们 只是人类历史的一部分，我们的对与否也只能由历史这位名侦探来断定。国家现在是有很多问题需要改 进，但至少我们吃的饱穿得暖（雾霾，毒奶粉各种郭美美），至少我们现处之地不会跟金王子统治的世 界那样粉笔，所以你抱怨吗？好吧，你继续报怨呗，说实话抱怨也没什么用，孩子，还是做点实在点的 事吧。
• 控制输入给步进电动机的脉冲数目可以控制步进电机的角位移 • 控制输入给步进电机的脉冲的频率可以控制步进电机的转速
• 控制步进电机定子绕组的通电顺序可以控制步进电机的转动方向
电机驱动电压越高，电机电流越大，负载越轻，电机体 积越小，则共振区向上偏移，反之亦然。
步进电机的发展
步进电机的发展、应用和种类简介步进电机最早是在1920年代由英国人所开发.1950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.往后经过不断改良,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.步进电机依其构造上的差异可分为三大类：下图一可变磁阻式VR型：转子以软铁加工成齿状,当定子线圈不加激磁电压时,保持转矩为零,故其转子惯性小、响应性佳,但其容许负荷惯性并不大.其步进角通常为15°.永久磁铁式PM型：转子由永久磁铁构成,其磁化方向为辐向磁化,无激磁时有保持转矩.依转子材质区分,其步进角有45°、90°及°、°、15°、18°等几种.混和式HB型：转子由轴向磁化的磁铁制成,磁极做成复极的形式,其乃兼采可变磁阻式步进电机及永久磁铁式步进电机的优点,精确度高、转矩大、步进角度小.图一目前市场上所使用的工业用步进电机,以混和式HB型最为普遍.步进电机的特征高精度的定位：步进电机最大特征即是能够简单的做到高精度的定位控制.以5相步进电机为例：其定位基本单位分辨率为°全步级/°半步级,是非常小的；停止定位精度误差皆在±3分±°以内,且无累计误差,故可达到高精度的定位控制.步进电机的定位精度是取决于电机本身的机械加工精度位置及速度控制：步进电机在输入脉冲信号时,可以依输入的脉冲数做固定角度的回转进而得到灵活的角度控制位置控制,并可得到与该脉冲信号周波数频率成比例的回转速度.具定位保持力：步进电机在停止状态下无脉波信号输入时,仍具有激磁保持力,故即使不依靠机械式的刹车,也能做到停止位置的保持.动作灵敏：步进电机因为加速性能优越,所以可做到瞬时起动、停止、正反转之快速、频繁的定位动作.开回路控制、不必依赖传感器定位：步进电机的控制系统构成简单,不需要速度感应器ENCODER、转速发电机及位置传感器SENSOR,就能以输入的脉波做速度及位置的控制.也因其属开回路控制,故最适合于短距离、高频度、高精度之定位控制的场合下使用.中低速时具备高转矩：步进电机在中低速时具有较大的转矩,故能够较同级伺服电机提供更大的扭力输出.高信赖性：使用步进电机装置与使用离合器、减速机及极限开关等其它装置相较,步进电机的故障及误动作少,所以在检查及保养时也较简单容易.小型、高功率：步进电机体积小、扭力大,尽管于狭窄的空间内,仍可顺利做安装,并提供高转矩输出.步进电机的速度—转矩特性速度-转矩特性取决于电机及驱动器,尤其与所搭配的驱动器有着极大的影响；使用的驱动器不同,特性上的差异也就会有明显的不同.图二步进电机速度-转矩特性曲线图图二说明：1激磁最大静止转矩：当运转脉冲速度等于0 Hz时,曲线与Y轴交接的点即称为激磁最大静止转矩.也就是指电机在通电但无输入脉冲信号的情况下,其所具备的保持转矩即称为激磁最大静止转矩.2脱出转矩：又称最大转矩,为电机于运转时所能带动的最大负荷.3最大响应频率：在无负载、负荷惯性为0时,电机所能够响应之最快的速度.4最大自起动频率：电机在无载的状态下可以做到瞬时的起动而不失步的速度谓之最大自起动频率.二相与五相步进电机的差异步进电机主要是依相数来做分类,而其中又以二相、五相步进电机为目前市场上所广泛采用.二相步进电机每转最细可分割为400等分,五相则可分割为 1000等分, 所以表现出来的特性以五相步进电机较佳、加减速时间较短、动态惯性较低.二相/五相步进电机差异比较：二相步进电机五相步进电机电机构造请参照图三 8个主极4相2相4极线圈 10个主极5相2极线圈 分解能 °/°200、400分割/圈 °/°500、1000分割/圈较二相步进电机高出倍 分解能.振动性100-200PPS 之间为低速共振领域, 振动较大无显着共振点 低振动 速度—转矩特性于速度上不及五相步进电机高速度、高转矩图三二相/五相步进电机基本性能汇整比较： ◎优/○良/△稍差 分解能 振动 速度 角度精度 响应性 转矩 噪音 二相步进电机 ○ △ ○ ◎ ○ ◎ △ 五相步进电机 ◎◎◎◎◎◎◎步进电机的驱动系统步进电机在单单仅给予电压时,电机是不会动作的,必须透过脉波产生器提供位置脉波数、速度的脉波信号指令,以及驱动器驱动电流流过电机内部线圈、依顺序切换激磁相序的方式才能够让电机运转.所以欲使步进电机动作的必要系统组成有：1.脉冲产生器：给予角度位置移动量、动作速度及运转方向之脉冲信号的电机驱动指令.2.步进驱动器：依控制器所投入的脉冲信号指令,提供电流来驱动步进电机动作.3.步进电机：提供转矩动力输出来带动负载.所以步进电机系统构成简单,不需要速度感应器ENCODER、转速发电机、位置传感器SENSOR,即能依照脉冲产生器所输入的脉冲来做到速度及位置的控制.步进电机的速度、位置控制速度控制：步进电机的运转速度会与输入的脉冲速度成等比例的关系,所以在脉冲的速度愈快时,步进电机的转速也会跟着加快；脉波速度愈慢时,电机的转速自然也跟着变慢. 电机的运转速度RPM与脉冲速度PPS,又称Hz间的关系式如下：电机的运转速度RPM＝脉冲速度PPS或 Hz × 60 ÷步进电机分割数/圈说明：为一般电机的速度单位,即 rev / min,为每分钟电机所转的圈数；PPS为步进、伺服电机的速度单位,即pulse per second,为每秒所送出的脉冲数.2.由于RPM与PPS的单位不同,所以于转换的过程中要先将PPS的秒钟乘以60变为分钟 .3.步进电机分割数/圈,又代表要让电机转一圈所必须送出的脉冲数.4.上述公式拆解后之单位表示为→ rev/min = pulse/sec ×60 ×1/分割数实例：五相半步级角°时即1000分割/圈1电机的运转速度600RPM时,即相当于脉冲速度10,000PPS.2脉冲速度3,000PPS,即相当于电机的运转速度180RPM.位置控制：步进电机不需要位置传感器SENSOR,就可依照输入的脉冲数决定移动量,并将负载顺利、正确的送达指定位置点上.而移动量的大小,是依照电机分辨率的大小与输入的脉冲数来决定.脉冲数PULSE与移动量间的关系式如下：位置移动量°＝步进电机分辨率°×输入脉冲数实例：二相全步级角°时当输入1000个脉冲数即1000PULSE,此时之移动量会是1800°,刚好为5圈.步进电机疑难杂症处理如何有效改善步进电机的温升问题可依下列步骤作做检查及确认：1.是否用于连续运转的场合步进电机的特性并不适合于连续运转的场合下使用,在此场合下使用时一定会有较高的温升产生.请重新确认机构动作需求条件并重新评估使用的电机.2.请确认机构动作频度、周期走停的动作频度过高将可能因脉冲输入停止的时间过短而导致电流尚未下降就又重新激活,故此时的温升一定会较高.建议您可将动作频度降低以改善温升问题.3.将RUN电流调小情况可否改善在转矩足够的情况下将驱动器的RUN电流调小将可有效的使温升降低.但若因扭力的关系一定得使用到较大的电流时,则建议您可将电机更换为大一等级的电机后再将电流调低以改善温升问题.4.将STOP电流调小情况可否改善在保持力足够的情况下将驱动器的STOP电流调小将可于电机停止时有效的使温升降低.但若因停止保持力的关系一定得使用到较大的STOP电流时,则建议您可将电机更换为大一等级的电机后再将电流调低以改善温升问题.5.驱动器上的指拨开关是否打开电流自动降低档若未打开,电机停止时电流将无法自动下降,温升会因此而较高.建议使用此功能,将可避免步进电机及驱动器的温升问题.6.目前使用的速度是否界于温升较高即电流较大的范围内由特性曲线图中的电流曲线得知请尽量避开温升较高的速度范围使用,对于温升的降低将有帮助.7.周围环境温度如何是否过高电机温度＝环境温度＋电机温升,故环境温度较高时,电机的温度也会因此而较高.建议以加装安装散热面板或散热风扇的方式来帮助散热.8.请确认电机端的接线是否正确相位接错将造成电机运转不顺的抖动现象,亦可能因此而产生温升较高的问题.若皆无上述原因问题时,此情况下电机温度应为正常,并未过热才是,请您直接以温度计测量电机确实温度.以我们的驱动器来说,因为有具备过热保护功能,故若温度过高,保护功能将开启,同时并将电机断电,让客户更能安心使用.。
步进电机的详细的发展史
谁知道步进电机的详细的发展史?及其国内外发展状况?步进电机是国外发明的。
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。
原始的电路设计，机械设计，电动机设计的元老，应该有网友将他们的名字和个人简历，工作经历发上来。
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。
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。
中国不是有不少电机专业、工业控制专业、数学·系统·先进控制专业的强人？这些问题应该他们来回答为准确，我是下岗无业者。
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。
步进电机的研究报告
进行全面的检测和试验，确保电机的性能和质量符合要求。
步进电机的控制软件设计
软件开发平台
采用主流的软件开发平台，如Windows、Linux 等，提高软件的可靠性和稳定性。
控制算法
采用先进的控制算法，如PID、PWM等，提高电 机的控制精度和响应速度。
人机界面
设计简单易用的用户界面，方便用户操作和控制 电机。
步进电机的研究报告
xx年xx月xx日
contents
目录
• 步进电机概述 • 步进电机的性能参数与选型 • 步进电机的驱动控制技术 • 步进电机的优化设计与实现 • 步进电机的实验与分析 • 参考文献
01
步进电机概述
步进电机的定义与特点
步进电机定义
步进电机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的电动 机。
06
参考文献
参考文献
参考文献1 标题：步进电机在自动化生产中的应用 作者：张三
THANKS
步距角
步进电机每转一步所转过的角度称 为步距角，步距角越小，电机定位 精度越高。
最大扭矩
电机在额定电流下可以产生的最大 扭矩称为最大扭矩，最大扭矩越大 ，电机负载能力越强。
电流
电机在额定电流下可以产生的最大 扭矩称为最大扭矩，电流越大，电 机的扭矩能力越强。
步进电机的选型方法
1 2
根据负载扭矩选型
根据机械负载扭矩、转速等要求，计算出所需 的最大扭矩和转速，选择具有相应参数的步进 电机。
根据控制精度选型
根据控制系统对电机定位精度的要求，选择具 有相应细分控制的步进电机。
3
根据环境条件选型
根据使用环境的不同，选择具有相应防护等级 、温度等要求的步进电机。
步进电机
缺点：
1． 如果控制不当容易产生共振； 2． 难以运转到较高的转速。 3. 难以获得较大的转矩 4. 在体积重量方面没有优势，能源利用率低。 5. 超过负载时会破坏同步，高速工作时会发出振动和噪声。
4 3 2
A'
工作方式为三相双三拍时，每通 入一个电脉冲，转子也是转30， 即 S = 30。
1
B
C
CA通电
以上三种工作方式，三相双三拍和三相单双六拍较三相单三 拍稳定，因此较常采用。
四、步进电动机的特点
特点：(1)来一个脉冲，转一个步距角。
(2)控制脉冲频率，可控制电机转速。
(3)改变脉冲顺序，改变转动方向。 (4)角位移量或线位移量与电脉冲数成正比.
步进电机
一、了解步进电动机
步进电机是一种将脉冲信号变换成相应角位移 （或线位移）的电磁装置，是一种特殊的电动机
1. 步进电动机的历史：德国百格拉公司于1973年发明了 五相混合式步进电机及其驱动器；1993年又推出了性 能更加优越的三相混合式步进电机。我国在80年代以 前，一直是反应式步进电机占统治地位，混合式步进 电机是80年代后期才开始发展。 2. 步进电动机的定义：是一种专门用于速度和位置精确 控制的特种电机，它旋转是以固定的角度（称为步距 角）一步一步运行的，故称步进电机。
B相通电，转子2、4齿和B相对齐，又转了15。
A
B'
C
C'
B
A'
总之，每个循环周期，有六种通电状态，所以称 为三相六拍，步距角为15。
三、三相双三拍 三相绕组的通电顺序为： AB BC CA AB 共三拍。
A B' C' B' A C'
步进电机发展回顾与前景展望
步进电机发展回顾与前景展望谢辉唐勇（重庆三峡学院应用技术学院，重庆万州 404100）摘要：本文对步进电机的功能、分类、发展历程进行了概述，并对DDS技术、步进电机加减速控制、高性能电源技术、电流细分驱动技术、步进电机联网控制等步进电机控制技术的发展动态进行了分析．在此基础上，对步进电动机的发展前景作了合理的展望．关键词：步进电动机；发展历程；发展前景中图分类号：TP211+.4 文献标识码：A 文章编号：1009-8135（2010）03-0110-04步进电机是一种将电脉冲转化为角位移、直线位移的控制微电机．当步进驱动器接收到一个脉冲信号，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”），其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．由于步进电机无需反馈就形成了开环控制系统，且没有积累误差，使系统结构大大简化，使用维护更加方便，成本较低，因此步进电动机在开环控制系统中获得广泛应用．1 步进电动机的分类及应用1.1 步进电机的分类步进电机按工作原理可分为永磁式、磁阻式（也叫反应式）及永磁感应子式三种基本类型．永磁式步进电机定子上有多相绕组，转子由永久磁铁构成，其磁化方向为辐向磁化，无激磁时有保持转矩．转子极数与定子每相的极数相同．依转子材质区分，其步进角有45°、90°及7.5°、11.25°、15°、18°等几种．永磁式步进电动机消耗功率小，制造成本低、起动频率和运行频率都较低．磁阻式步进电动机在定、转子铁心的内外表面上设有按一定规律分布的相近齿槽，利用这两种齿槽相对位置变化引起磁路磁阻的变化产生转矩．其步矩角可做到1°～15°，甚至更小，精度容易保证，起动和运行频率较高，但功耗较大，效率较低．永磁感应子式步进电动机又称混合式步进电动机．是永磁式步进电动机和反应式步进电动机两者的结合，转子由轴向磁化的磁铁制成，磁极做成复极的形式，兼有两者的优点．精确度高、转矩大、步进角度小．三种步进电机的主要技术指标如表1、2、3所示．1.2 步进电动机的应用步进电动机多用于数控车床和机器人系统中．在现代工业，特别是航空、航天、电子等领域中，要求完成的工作量大，任务复杂，精度高，利用人工操作不仅劳动强度大，生产效率低，且难以达到所要求的精度，还有一些工作环境是对人体健康有害的或人类无法到达的，这就需要数控机床和机器人来完成这些工作．另外，在计算机外设和办公室自动化设备中也大量运用步进电机，如磁盘驱动、打印机、绘图仪和复印机等．收稿日期：2009-12-10作者简介：谢 辉（1969-），女，重庆忠县人，重庆三峡学院副教授，硕士，主要从事工业智能控制研究．基金项目：本文系重庆三峡学院校级科研项目(2008-sxxyyb-19)研究成果表2 磁阻式步进电动机技术性能指标表3 永磁感应式步进电动机技术性能数据2 步进电动机的发展历程年代后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上．步进电动机的发展与计算机工业和数字控制技术密切相关，产品按结构划分有磁阻式、永磁式和混合型等多种形式．近年来，伴随着微电子技术大功率电力电子器件及驱动技术的进步，发达国家已普遍使用性能优越的混合式步进电机，最典型的产品是二相8极50齿的电动机，步距角1.8°／0.9°（全步／半步）；还有五相10极50齿和一些转子100齿的二相和五相步进电动机，五相电动机主要用于运行性能较高的场合．驱动技术采用恒相电流与细分驱动相结合，使步进电机在中、小功率控制系统内的精度提高，并逐步向高速大功率应用领域渗透．步进电动机最大的生产国是日本，如日本伺服公司、东方公司、SANYO DENKI 和MINEBEA 及NPM 公司等，特别是日本东方公司，无论是电动机性能和外观质量还是生产手段，都是世界上最好的．我国对步进电动机的研究从1958年开始，1970年代以前受苏联的影响，以三相磁阻式步进电动机为主，如1960年代末为快走丝数控线切割机床研制的BF1840-75，一直延续生产到现在．1970年代受到国内研制生产数控机床和其他数控设备的推动，并受到当时日本数控机床系统的影响，开始发展磁阻式步进电动机的系列产品，以定子6个极、转子40齿的三相磁阻式电动机为主，还有定子10个极、转子100齿的五相磁阻式电动机和四相电动机等．1980年代开始发展混合式步进电动机，以定子8极、转子50齿的二相(四相)混合式步进电动机为主．1987年开始自行设计定子10极、转子50齿的五相混合式步进电动机，同时还发展了一些不同于国外的非典型产品，如定子8极、转子60齿的二相(四相)混合式步进电动机．这是为了与磁阻式步进电动机的步距角相一致．转子200齿的五相混合式步进电动机，转子100齿的九相(三相)混合式步进电动机，主要特点是具有高分辨率和可变步矩角．经过多年的发展，我国步进电机形成一种品种规格繁多的局面，如图1所示．其中最主要的产品系列，一是1970年代形成的磁阻式步进电动机系列产品在低端应用仍有较多的市场，继续生产；二是混合式步进电机的系列产品，包括引进技术和生产设备，按照国外的设计生产的二相和五相混合式步进电机，以及国内自行开发生产的混合式步进电动机，仍然拥有各自不同的应用领域，短期内很难统一到几个限定的规格品种上．于平稳运行以及转速大于1 000 r/min 的用途；永磁式成本低，主要用在价格低廉的消费性产品中；永磁感应子式更适合于低速大转矩用途．3 步进电机发展可探究的几个方面步进电机技术，历经上世纪几十年的发展，已成为相对成熟的技术．但随着应用范围的推广和新工艺、新技术的不断出现，步进电机技术仍然在不断发展完善中．主要表现在步进电机本身的改进以及驱动技术的多样化和精密化等几个方面．3.1步进电机的发展目前，最有发展前景的当属混合式步进电动机，而混合式电动机又向以下四个方向发展：3.1.1 小型化方向发展．随着电动机本身应用领域的拓宽以及各类整机的不断小型化，要求与之配套的电动机也必须越来越小，在57、42机座号的电动机应用了多年后，现在其机座号向39、35、30、25方向向下延伸．瑞士ESCAP 公司最近还研制出外径仅10mm 的步进电动机．3.2.2 改圆形电动机为方形电动机．由于电动机采用方型结构，使得转子有可能设计得比圆形大，因而其力矩体积比将大为提高．同样机座号的电动机，方形的力矩比圆形的将提高30﹪～40﹪．3.3.3 一体化设计．即把转子位置传感器，减速齿轮等和电动机本体综合设计在一起，这样使其能方便地组成一个闭环系统，因而具有更加优越的控制性能．3.4.4 向五相和三相电动机方向发展．目前广泛应用的二相和四相电动机，其旋转磁场和电磁转矩不完全对称，振动和噪声较大，而五相和三相电动机则是完全对称的，因此更具有优势性．而就这动机精密且复杂，因此三相电动机系统的价格比要比五相电动机更低一些．3.2 步进电机驱动技术的发展3.2.1 DDS 技术在步进电动机控制系统中的应用．步进电动机的转速与脉冲信号的频率成正比．直接数字频率合成(DDS ：Direct Digital Synthesizer))技术能够产生与输入值呈线性变化的频率,具有频率转换时间短、频率分辨率高、输出相位噪声低、可编程等特点．利用DDS 技术可产生稳定、可靠、高精度的步进脉冲，非常适合那些对速度要求精确控制的系统．如美国QUALCOMM 公司的Q2334、Q2220；STANFORD 公司的STEL-1175、STEL-1180；AD 公司的AD7008、AD9850、AD9854等，时钟频率从几十兆赫兹到几百兆赫兹不等，芯片从一般功能到集成有D/A 转换器和正交调制器等都有．国内在DDS 技术的研究上与国际水平还有较大的差距，随着近几年来我国芯片产业的发展，DDS 技术在步进电机中的应用有突破性的进展．3.2.2 步进电动机自动加减速运行的研究．步进电机广泛应用于打印机、雕刻机、绘图仪、绣花机及自动化仪表等系统中．这些系统的一个共同特点是要求精确定位，即在运动中不失步和不过冲．步进电动机自动加减速控制方案，其核心内容是根据步进电动机要运行的总步数自动选择加减速级数及最高一级的速度，但必须保证控制其精度．为了避免步进电机失步，必须采用与电机矩频特性相适应的速度控制方案，即以较低的速度启动，逐渐加速到某一速度运行，再逐渐降速直至停止．智能控制器在步进电机加减速运行中的应用具有重要的实用价值．3.2.3 高性能步进电机电源技术的研究．步进电动机在微机控制的中小型机床和其它自动化装置方面取得了广泛的应用．步进电动机与一般交、直流电动机不一样，后者的电源常常是一个标准的交、直电源，只要电压等级和容量与电动机给定参数相等，电机基本上就有确定的性能．步进电动机的电源，在许多情况下是一个直流开关电源．步进电动机的性能很大程度上依赖于驱动电源的性能．目前的研究热点有斩波恒流控制、SPWM （正弦脉宽调制）等，驱动电路普遍采用单片机加上外围电路，或专用SPWM 芯片甚至DSP 来产生SPWM 波来控制功放电路开关管的通断．用于步进电机驱动电路的功率管有GTR 、VDMOS 和IGBT 等．特别是把驱动和保护电路集成在一起的智能功率模块，因具电机驱动装置的重点发展方向之一．3.2.4 步进电机细分驱动技术的应用．细分驱动是将电机绕组中的电流细分，由常规的矩形波供电改为阶梯波供电．细分驱动使驱动电流的变化幅度减小，转子达到平衡位置时的过剩能量减少，降低了步进电机的低频振荡，消除了共振点，使低频、低转速时工作稳定，转矩增加，噪声降低，同时在不改变步进电机内部参数的情况下，减少步距角，减少步进误差，也即提高了分辨率和步距精度．细分驱动的典型应用有数控机床的四轴联动改造．由于现有的机床只能进行三轴联动，而在生产中需要在圆锥面上加工凸轮运动曲线槽，通过工艺分析需要四轴联动的加工中心才能实现．而现有立式加工中心只能实现X、Y、Z（三）轴联动，配置高精度四轴联动系统机床的价格超出现有机床数倍，为此通过对现有机床的改造，利用回转工作台实现第四轴，采用步进电机的细分技术实现高精度控制，可满足用户精度的要求．近年来，对于不同类型和相数的步进电机采取不同的细分电流控制策略是研究的一大热点．如有关资料指出,对于两相双极型混合式步进电机,采用正余弦形的驱动电流较为理想,而对于反应式步进电机一般采用谐波较少的阶梯型驱动电流较为理想．3.3 步进电动机的联网控制随着网络技术的深入发展，对步进电机的研究也逐步从单机运行转向网络化控制．如我国数控加工设备，目前大多数仍处于单机运行方式，采用手工或微机辅助分段输入、分段加工的方法，设备利用率普遍较低．在多种小批量的条件下，机床的切割时间只有25﹪，若是将各种数控加工设备通过总线联网，构成DNC（Distributed Numerical Control：分布式数控）系统，机床的切割时间就可达到65﹪，而且易于实现集成化控制和管理，是步进电机很有前途的发展方向之一．4 步进电动机的前景展望步进电动机经过几十年的发展，已成为除直流电动机和交流电动机以外的应用最广泛的第三类电动机．在开环高分辨率的定位系统中，至今还没有发现更合适取代它的产品，特别是在一些功率相当小的系统中，步进电机更具有无可替代的主流地位．预计未来步进电机的研究还会持续深入下去，研究方向之一是电机与驱动的一体化，使步进电机体积更小巧、性能更优越，性价比更高，在大量的民用设备中批量化使用，如家庭机器人、民用智能化设备等；研究方向之二是在功率或机座号相对较大的步进电动机中，与属于BIDCM（稀土永磁无刷直流电机）的交流伺服电动机系统会合，具体来说可能会借鉴交流伺服系统的控制技术，但保留了部分步进电动机的特点，形成一种新的“步进伺服电动机”或“伺服步进电动机”，在克服低频振荡、高频过载能力小、快速性不足和效率低等方面取得突破性进展，从而在现代军事、精密机械加工、航空航天等领域的应用越来越深入．参考文献：[1]张海根，高安邦.机电传动控制[M].高等教育出版社.2007：93-95.[2]傅晓林.基于DMC控制卡的两轴运动控制系统[J].重庆交通学院学报，2005（2）.[3]王宗培，段卫国.运动控制电机之步进电机[J].微电机，2008（9）:62-68.[4]科雷德斯（香港）精密技研.步进电动机发展趋势[EB/OL]./learn/learn_detail. asp?learn_id=7401，2008-10-16.[5]谢辉.关于自动打孔机控制系统的硬件设计[J].重庆三峡学院学报，2002（6）.（责任编辑：于开红）A Review of the Stepper Motor Development and Its ProspectXIE Hui TANG Yong(School of Applied Technology, Chongqing Three Gorges College, Wanzhou 404100, Chongqing)Abstract: This paper summarizes the function and classification of stepper motor, and reviews its development, analyzing related controlling technology such as DDS, feed speed control method, high-performance power, current divided driving, network control, etc. According to the analysis, the future development of stepper motor is also discussed.Key words: stepper motor; development process; development prospect。
步进电机相关资料
（05.13）步进电机细分驱动技术的研究步进电机又称脉冲电机或阶跃电机，国外一般称为Stepm otor或Stepping motor, Pulse motor, Stepper servo, Stepper等等。
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。
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。
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。
70年代中期至80年代中期为产品发展阶段，新品种高性能电机不断被开发。
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。
步进电机是较早实用的典型的机电一体化组件。
步进电机本体、步进电机驱动器和控制器构成步进电机系统不可分割的三大部分。
其系统框图如图2-1所示。
步进电机的特点步进电机具有自身的特点，归纳起来有:(1) 可以用数字信号直接进行开环控制，整个系统简单廉价:(2) 位移与输入脉冲信号数相对应，步距误差不长期积累，可以组成结构较为简单而又具有一定精度的开环控制系统，也可在要求更高精度时组成闭环控制系统;(3)无刷电机本体部件少，转子上没有绕组，也不需要位置传感器，可靠性高;(4)易于启动、停止、正反转及变速，响应性也好:(5)停止时，可有自锁能力。
步进电机
1 前言1.1 步进电机的介绍步进电机最早是在1920年由英国人所开发。
1950你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，使得近日步进电机已广泛运用在需要定位精度、高分解性能、高响应型、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、效率高的机械中，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的最多。
步进电机作为步进电机作为执行元件是机电一体化关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。
随着微电子和科学技术的发展，步进电机的需求量与日增量，在各个国民经济领域都有应用。
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移或直接位移的执行机构。
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移动的，而步进电机则有电动机则有定位和运转两种状态，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的转动速度和加速度，从而达到调速的目的。
步进电机分为三类：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。
步进电机28BYJ48型四相八拍电机，电压为DC5V—DC12V。
当对步进电机施加一系列连续不断的控制脉冲时，它可以连续不断地转动。
每一个脉冲信号对应步进电机的某一相或两相绕组的通电状态改变一次，也就对应转子转过一定的角度（一个步距角）。
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风雨历程：步进电机一路走来
步进电机又称脉冲电机或阶跃电机，从广义上讲，步进电机是一种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脉冲频率同步的同步电机。
国外一般称为Step montor或Stepping motor,Pulse montor,Stepper等等。
步进电机最早出现在哪，我国最早出现步进电机又是在什么时候呢，接下来松文机电为你带来步进电机一路走来的风雨历程。
步进电机的机理是基于最基本的电磁铁作用，其原如模型起源于1830年至1860年间。
1870年前后开始以控制为目的的尝试，应用于氩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使用。
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进了步进电机在众多领域的应用。
在近30年间，步进电机迅速地发燕并成熟起来。
从发展趋向来讲，步进电机已经能与直流电机、异步电机、以及同步电机并列，从而成为电机的一种基本类型。
我国步进电机的研究及制造起始于本世纪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。
除反映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发展到一个较高水平。
70年代中期至80年年代中期为成品发展阶段，新品种高性能电机不断被开发。
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驱动器作为产品广泛利用。