发展战略-步进电机原理及发展方向 精品
步进电动机应用及发展趋势[论文]
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浅析步进电动机的应用及发展趋势
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。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。
一、步进电动机的基本结构与工作原理
步进电动机是一种将电脉冲信号变换成相应的角位移或直线位
移的机电执行元件。每当输入一个电脉冲，电动机就转动一个角度前进一步。脉冲一个一个地输入，电动机便一步一步地转动，因此，这种电动机称为步进电动机。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。控制输入脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序，就可以得到各种需要的运行特性，因而广泛用于数字控制系统中。在数控开环系统中作为一种伺服驱动元件。二、步进电动机的应用
步进电动机是一种将电脉冲信号转换成相应角位的数字执行部件，因此它在数字控制系统中、程序控制系统及许多航天工业系统中得到了应用。随着微型计算机的发展，步进电动机得到了更广泛的应用，有相当一部分步进电动机正应用在计算机的外部设备如打印机、纸带输送机构、卡片阅读机、主动轮驱动机构和磁盘存储器
存取机构等。
1、步进电动机驱动系统在数控铣床中的应用
在进给伺服系统中，步进电动机需要完成两项任务：一是传递转矩，这应克服机床工作台与导轨间的摩擦力及切削阻力等负载转矩，通过滚珠丝械带动工作台，按指令要求快速进退或切削加工；另外是传递信息，即根据指令要求精确定位，接收一个脉冲，步进电动机就转过一个固定的角度，经过传动机构驱动工作台，使之按规定方向移动一个脉动当量的位移。因此指令脉冲总数也就决定了机床的总位移量，而指令脉冲的频率决定了工作台的移动速度。每台步进电动机可驱动一个坐标的伺服机构，利用两个或三个坐标轴联运就能加工出一定几何开头的零件来。这种微机控制系统没有位置检测反馈装置，因此是一个开环系统。这种系统简单可靠、成本低、易于调整和维护，但精度不高。
步进电机的种类及其工作原理课件
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磁场作用
通电时，电流在定子绕组中产生磁场，磁场与转子相互作用产生转 矩，驱动转子旋转。
步进角
步进角是电机每接收到一个脉冲信号时转子转过的角度，它与电机的 结构有关。
反应式步进电机应用领域
自动化设备
反应式步进电机广泛应用于 各种自动化设备中，如数控 机床、包装机械、纺织机械 等，实现精确的位置控制和
步进电机发展历程
早期步进电机 最早的步进电机可以追溯到20世纪50年代，那时主要采用 的是电磁式步进电机，体积庞大、效率低、精度差。
永磁式步进电机 随着永磁材料的发展，20世纪70年代出现了永磁式步进电 机，它具有体积小、效率高、精度高等优点，逐渐替代了 电磁式步进电机。
混合式步进电机 20世纪80年代，混合式步进电机问世，它结合了电磁式和 永磁式的优点，具有更高的转矩密度和动态性能，成为目 前应用最广泛的步进电机类型。
步进电机的种类及其 工作原理课件
目录
CONTENTS
• 直线步进电机 • 步进电机选型与使用注意事项
01
步进电机基本概念
与分 类
步进电机定义及作用
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特种电机， 其位移量与输入脉冲数成正比， 转速与脉冲频率成正比。
步进电机作用
步进电机主要用于精确控制位置 和速度，广泛应用于各种工业自 动化设备、数控机床、医疗器械、 打印机等领域。
步进电机的工作原理
系称为矩频特性
特点：
步进电动机矩频特性
下降曲线。以最 大负载转矩（启 动转矩）Tq为起 点，随着控制脉 冲频率增加，步 进电动机的转速 逐步升高、而带 负载能力却下降
16
步进电动机的驱动 步进电动机的驱动电源主要由脉冲发生器、脉冲分配器 和脉冲放大器（也称功率放大器）三部分组成。
17
步进驱动器与电机的接线
转子顺时针方向转动。
（2）AA' 磁场继续对1、3齿有拉力。
所以转子转到两磁拉力平衡的位置上。相对AA'
通电，转子转了15°。 10
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。
11
三、三相双三拍
三相绕组的通电顺序为：
注意：步进电机通的 是直流电脉冲.
t
360 Zr
夹角称为齿距角
4
工作方式
步进电机的工作方式可分为：三相单三拍、三相单 双六拍、三相双三拍等。
一、三相单三拍
（1）三相绕组联接方式：Y 型 （2）三相绕组中的通电顺序为：
A相B相C相
通电顺序也可以为： A 相 C 相 B 相
5
（3）工作过程
A
B' 1 C'
步进电机工作原理57
步进电机工作原理57
步进电机最早出现于1960年代，是一种通过不断转动电磁铁来带动转轴旋转，从而实现精准控制的电机。与传统的电动机相比，步进电机拥有很多独特的优点，比如说高精度、低噪音、强稳定性等等。它被广泛地应用于机械控制、工业自动化、医疗等领域，并具有
很大的市场潜力。
步进电机的工作原理其实很简单，它主要由定子、转子和传感器等组件组成。在工作时，电流经过定子所产生的磁场会把转子带动旋转，同时传感器不断地监测其位置与速度，并通过信号反馈回控制器上。步进电机的转动精度可以被划分成很小的步进角度，通常为1.8度或0.9度。在实际使用中，步进电机可以通过控制电流的大小与方向来实现转轴的
精准转动。下面就让我们一起来了解一下步进电机的工作原理吧！
1.步进电机的基本结构
步进电机是由定子、转子、驱动电路等组成的。其中，定子是由若干个相间的电磁线
圈组成的，而转子则是由若干个齿轮组成的。当电流经过定子线圈时，它们会产生磁场，
这个磁场会使齿轮受到磁力作用而转动。同时，为了实现一个准确的控制，步进电机还需
要配备传感器与控制器等组件。传感器可以检测转轴的角度和速度，控制器则可以根据传
感器反馈的数据来控制电流的流向、大小和方向等。
步进电机的工作原理可以分为开环控制和闭环控制两种。对于开环控制，电流会通过
一组线圈，由此产生一个磁场与磁通量。这个磁场与磁通量会使转子受到磁力作用而旋转，从而改变电机的位置。控制电流的方向、大小和时间等因素可以实现转轴的正反转、减速
和加速等效果。
而闭环控制则是在开环控制的基础上增加了传感器的检测与反馈功能。传感器可以检
步进电机开题报告
步进电机开题报告
步进电机开题报告
一、引言
步进电机作为一种常见的电动机类型，在工业和家庭应用中具有广泛的应用。
它以其结构简单、控制方便、精度高等特点，被广泛应用于打印机、数控机床、自动化设备等领域。本报告将对步进电机进行深入研究，探索其原理、应用以
及未来发展方向。
二、步进电机原理
步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或线位移的电机。它的工作原理基
于磁场的相互作用。通过不同的控制方式，可以实现步进电机的旋转或直线运动。步进电机的核心部件是转子和定子，其中转子由多个磁极组成，而定子则
由线圈和磁极组成。通过改变线圈中的电流方向和大小，可以控制定子和转子
之间的磁场相互作用，从而实现步进电机的运动。
三、步进电机的应用
1. 打印机
步进电机在打印机中扮演着重要的角色。它通过精确的控制，使得打印机能够
按照预定的路径进行打印。步进电机具有高精度和高可靠性的特点，能够准确
地控制打印头的位置，从而实现高质量的打印效果。
2. 数控机床
在数控机床中，步进电机被广泛应用于控制工作台的移动。通过控制步进电机
的旋转角度和速度，可以精确地控制工件的加工路径。步进电机的高精度和可
编程性，使得数控机床能够实现复杂的加工操作，提高生产效率和产品质量。
3. 自动化设备
步进电机在自动化设备中的应用非常广泛。例如，自动化装配线上的输送带系统，通过控制步进电机的转动，可以精确地控制物料的输送速度和位置。另外，步进电机还可以用于机器人的关节控制，实现机器人的精确运动和操作。
四、步进电机的发展方向
随着科技的不断进步，步进电机也在不断发展和创新。以下是步进电机未来的
步进电机的分类;简述步进电机的工作原理
步进电机的分类;简述步进电机的工作原理
一、引言
步进电机是一种将电脉冲信号转换成角位移的电动机，广泛应用于打
印机、数控机床、纺织、医疗器械、精密仪器仪表等设备中。本文将
围绕步进电机的分类和工作原理展开讨论，通过深度和广度兼具的分析，帮助读者更好地理解和应用步进电机。
二、步进电机的分类
1. 按照工作原理分类
步进电机可以根据其工作原理分为磁性、霍尔效应和混合式步进电机。其中，磁性步进电机主要由永磁体和电磁线圈构成，它的工作原
理是利用电磁线圈中产生的磁场与永磁体磁场之间的吸引和排斥作用
来实现转动。霍尔效应步进电机则是利用霍尔元件检测转子位置而进
行步进运动。混合式步进电机则是将两种原理进行了有机结合，综合
了两者的优点，具有较高的精度和扭矩。
2. 按照结构分类
步进电机根据结构不同也可分为单转子步进电机和双转子步进电机。单转子步进电机结构简单，适用于一般的定位应用；双转子步进电机
通过在转子上添加转子齿和隔板，可以大大提高定位精度和抗负载能力，适用于高端控制系统。
三、步进电机的工作原理
步进电机的工作原理可以简单概括为根据控制信号实现电磁线圈的通
断来控制转子旋转。具体来说，通过电流控制，电磁线圈产生的磁场
与永磁体间不断吸引和排斥，从而实现转子的旋转。步进电机的角位
移是由电脉冲信号的频率和数量决定的，不同的驱动方式会影响步进
电机的运动特性，通常可采用全步进、半步进和微步进等方式。
四、结论与展望
通过对步进电机的分类和工作原理的深度和广度兼具的讨论，相信读
者已经对步进电机有了更清晰的理解。在今后的应用中，我们还可以
步进电机毕业论文
步进电机毕业论文
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引言
在现代工业和科技领域，步进电机作为一种重要的电动机类型，广泛应用于各种自动控制系统中。步进电机以其精准的定位能力和可编程性而受到研究者和工程师们的青睐。本篇论文旨在探讨步进电机的原理、应用以及未来的发展方向。
一、步进电机的原理
步进电机是一种将电脉冲信号转化为机械运动的电动机。其工作原理基于磁场的相互作用，通过电流的变化来控制转子的运动。步进电机通常由定子、转子和驱动电路组成。定子上的线圈通过电流激励产生磁场，而转子则由磁性材料制成。当电流通过线圈时，磁场会引起转子的磁性材料发生磁化，从而使转子发生运动。
二、步进电机的应用领域
步进电机在各个领域都有广泛的应用。在工业自动化领域，步进电机常被用于控制机器人的运动和定位，如自动装配线上的零件搬运和组装。步进电机还被广泛应用于医疗设备、数码相机、打印机等消费电子产品中。此外，步进电机还被用于纺织机械、印刷机、数控机床等设备中，以实现精确的运动控制。
三、步进电机的优势和局限性
步进电机具有许多优势，使其成为许多应用中的首选。首先，步进电机可以实现非常精确的定位和控制，其转子的位置可以通过控制电流的脉冲数来精确控制。其次，步进电机具有较高的可靠性和耐用性，由于其结构简单，没有传统
电动机中的刷子和换向器，因此减少了故障的可能性。然而，步进电机也存在
一些局限性，例如其最高转速较低，无法适用于高速运动的应用。此外，步进
电机在低速运动时可能会出现共振现象，需要采取相应的措施来避免共振带来
的问题。
四、步进电机的未来发展方向
经典步进电机的工作原理.ppt
没有绕组。转子上相邻两齿间的
注意：步进电机通的 是直流电脉冲.
t
360 Zr
夹角称为齿距角
.精品课件.
4
工作方式
步进电机的工作方式可分为：三相单三拍、三相单 双六拍、三相双三拍等。
一、三相单三拍
（1）三相绕组联接方式：Y 型 （2）三相绕组中的通电顺序为：
A相B相C相
通电顺序也可以为： A 相 C 相 B 相
.精品课件.
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A、B相同时通电
A
B'
C'
C
B
A'
（1）BB' 磁场对 2、4 齿有磁拉力，该拉力使 转子顺时针方向转动。
（2）AA' 磁场继续对1、3齿有拉力。
所以转子转到两磁拉力平衡的位置上。相对AA'
通电，转子转了15°。.精品课件.
10
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。
.精品课件.
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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'
C
B
A'
步进电机的原理及应用
步进电机
目录
一、步进电机的发展史
二、步进电机的概要
（1）永磁式步进电机
（2）反应式步进电机
（3）混合式步进电机
三、步进电机的分类
四、步进电机的结构
五、步进电机的工作原理
六、步进电机的主要特性
七、步进电机定子相数的分类、结构、原理
八、步进电机的驱动及控制
（1）步进电机的驱动
电机驱动的组成
（2）步进电机的控制
PLC对步进电机的控制
单片机对步进电机的控制
九、结束语
1、步进电机的发展史
电机为工业发展不可缺少的一大要素，并扮演着重要的角色。电机的应用不仅在动力应用反面不断扩大，而且在控制领域的使用范围也在不断扩大。随着控制电机重要性的增加，控制电机的使用量也逐年增加。步进电机是一种控制电机，不使用反馈回路，就能进行速度控制及定位控制，即所谓的电机开环控制，不使用反馈回路，其应用主要以处理办公业务能力很强的OA(Office Automation,办公自动化)机器和FA(Factory Automation工厂自动化)机器为核心，并广泛的应用于医疗器械、计量仪器、汽车、游戏机等。就数量来讲，OA机器方面的应用约占步进电机使用总数的75%。
虽然步进电机最近被大量应用，但其原理早已有之。步进电机与电磁铁和柱塞泵同一时期开发，法国人佛罗曼提出了将电磁铁的吸引力转化为旋转力矩的方法。当时，激磁相的切换用机械凸轮的接触点来完成，这就是步进电机的原型。现在还有旋转线圈式的应用方法。1920年步进电机的实际应用才开始，称为VR（Variable Relutance 变磁阻）型步进电机，被英国海军用作定位控制和远程遥控。
步进电机的工作原理
步进电机的工作原理
步进电机是一种特殊的电动机，具有精准定位、高可靠性和良好的响应性能等特点，在各种自动化设备中得到广泛应用。那么，步进电机是如何工作的呢？本文将详细介绍步进电机的工作原理。
1. 概述
步进电机是将电脉冲信号转化为机械转动的电动机。它的转角位置移动是以固定的步进角度进行的。步进电机主要由定子和转子组成，定子上有若干个电磁绕组，转子则有若干个磁极。
2. 电磁绕组原理
步进电机的定子上有若干对对称排列的电磁绕组，每一对绕组都可以视为一个电磁铁（磁极）。电流通入绕组时会产生磁场，当绕组的磁场发生变化时，会对转子上的磁极产生吸引或排斥作用。
3. 磁极原理
步进电机的转子上有若干对对称排列的磁极，每一对磁极都可以视为一个磁铁。当与定子上的绕组产生电流时，定子绕组的磁场就会对转子磁极产生作用。根据磁场的吸引或排斥，转子上的磁极会按照一定的步进角度发生转动。
4. 工作原理
步进电机通过控制电流在定子绕组的开闭来实现转子的转动。控制电流的方式有两种：全步进控制和半步进控制。
4.1 全步进控制
全步进控制是控制电流按照固定的步长变化，使得转子按照一个完整的步进角度进行转动。步进电机一般采用双极性驱动模式，即两相绕组的电流方向相反。通过控制两相绕组的电流通断，可以实现转子的正转、反转和停止。
4.2 半步进控制
半步进控制是在全步进控制的基础上，通过改变驱动信号的方式，使得转子每步的步角减半。半步进控制方式可以实现步进电机的更精细定位。
5. 驱动方式
步进电机常用的驱动方式有两种：电流驱动和脉冲驱动。
5.1 电流驱动
步进电机伺服电机工作原理通用课件
伺服电机的特点与优势
高精度控制
伺服电机可以实现对机器或设 备的精确控制，适用于需要高 精度定位和高速度控制的场合
。
快速响应
伺服电机具有快速响应的特点 ，可以在短时间内实现高速旋 转和精确定位。
宽调速范围
伺服电机可以在很大的调速范 围内进行调节，适用于需要大 范围调速的场合。
可靠性高
伺服电机具有可靠性高的优点 ，可以在恶劣的环境条件下稳
伺服电机分类
根据不同的控制方式，伺服电机可以分为模拟式和数字式两类。模拟式伺服电 机使用模拟电路进行控制，而数字式伺服电机则使用数字电路进行控制。
伺服电机的工作原理
要点一
工作原理概述
伺服电机的工作原理基于电磁感应定律和电磁力定律。当 伺服电机接收到输入信号时，定子线圈会产生磁场，转子 会感应到这个磁场并产生转矩，从而驱动转子旋转。
05
电机的选型与应用
电机的选型要素与步骤
电机类型选择
根据应用需求，选择合适的电机类型，如步 进电机或伺服电机。
电机尺寸与性能参数
根据机械系统的要求，选择电机的尺寸和性 能参数，如扭矩、转速等。
负载与传动方式
考虑电机所带负载的性质和大小，以及传动 方式对电机选型的影响。
使用环境与防护等级
考虑电机的使用环境，如温度、湿度、粉尘 等，以及电机的防护等级。
清洁电机
步进电机工作原理及实现
步进电机的特点 1.一般步进电机的精度为步距角的3-5%，且不累积； 2.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； 3.步进电机的力矩会随转速的升高而下降。 4.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。 5.低频振动特性：步进电动机以连续的步距状态边移动边重复运转。其 步距状态的移动会产生1步距响应。
微机控制技术
微机控制技术
脉冲宽度调制技术
脉冲宽度调制简称pwm ,原理为通过一系 列脉冲的宽度进行调制，来获得所需要的 波形 步进电机的绕组由于电流不会突变,具有 明显的惯性环节,因此可以用PWM技术来控 制电机绕组的电流大小。周期脉冲信号的 导通阶段对绕组进行充电,截止阶段绕组 通过续流回路进行放电，当脉冲的频率和 宽度达到一定值时,绕组的电流将基本是 一个恒定值,并带有微小的纹波信号，当 脉冲宽度改变时,绕组的电流也将发生变 化，所以PWM可用来精确控制绕组电流的 大小。
可以克服步进电机高速起停时存在的堵转、丢步或者过冲等问题,使步 进电机转动得更加平稳、定位更加精确。
微机控制技术
正弦细分驱动技术
步进电机的工作原理本质上靠励磁绕组产生的旋转的合磁场带动转子做同步运动， 由于励磁绕组通电之后产生磁通量正比于电流的大小,因而只要控制流过各个绕组 的电流的大小和方向就可以控制步进电机各个绕组产生的合磁场的大小和方向 。 工作在细分状态下就需要精确控制流过绕组电流的大小 。
步进电机驱动技术现状及发展
Electronic Technology •
电子技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 91【关键词】步进电机 步进电机驱动 细分驱动 步进电机系统
步进电机是一种感应电机，工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电，并且多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，步进电机驱动器就是为步进电机分时供电的多相时序控制器。步进电机作为执行元件，是机电一体化领域的关键产品之一，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，在国民经济的各个领域都有应用。
1 步进电机的概述
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电机，步进电机的应用范围十分广泛。因为步进电机没有电刷，因此可靠性非常高，同时步进电机响应仅仅由数字输入脉冲确定，因此步进电机可以开环控制，所以步进电机的结构相对简单，并且极大程度上节省了控制成本，步进电机的各种优势也是步进电机广泛应用于各种领域的原因。
虽然步进电机广泛应用于各个领域，但是步进电机依旧不能像普通的直流电机、交流电机那样在常规下使用，必须有双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此想要充分的利用步进电机，就要掌握机械、电机、电子以及计算机等各个方面的专业知识。2 步进电机驱动技术发展情况
2.1 电源功放级使用元器件发展步进电机驱动技术现状及发展
文/沈绍敏 靳璐
一般情况下末级控制器都是可控硅，可控硅的体积小，效率高，寿命也非常长，但是可控硅的可靠性非常低，并且后期的调试和维护也有一定的难度，抗干扰能力也相对较差，随着电力电子技术的进步，可控硅逐渐被淘汰，发展至今已经很少用可控硅作末级控制器了。晶体管是一种固体半导体器件，控制非常方便，并且调试也非常简单，而且晶体管采用了先进的半导体工艺方法，使晶体管的耐压效果比可控硅高很多，所以近几年大功率晶体管的应用越来越广泛，并且被广泛应用于步进电机驱动电路中电源的末级功放元件。并且随着电力电子技术的不断发展，步进电机驱动电路中电源的末级功放元件逐渐向着低成本、高效率的方向发展。金属氧化物半导体场效应晶体管综合了大功率双极晶体管和场效应管的优点，因此金属氧化物半导体场效应晶体管在保证高功率的基础上还兼顾了高耐压及高增益，而且不会出现温度失控的情况，同时还能有效的预防二次击穿情况的发生，所以利用金属氧化物半导体场效应晶体管可以极大程度的提高驱动电源的可靠性。2.2 驱动电路结构发展二十世纪六十年代初期的时候，国外就已经在大量的使用单电压的驱动电路，单电压的驱动电路一般应用于小功率步进电机当中。发展到二十世纪六十年代末期的时候，出现了高低压驱动电路，又称为双电压驱动电路，可以分为定时控制驱动和脉冲变压器式驱动。二十世纪七十年代中期的时候出现了斩波电路，斩波电路可以让电流在固定的数值之内上下波动，从而形成波浪形的波动，这样的原理极大程度上的增加了电流绕组的电流有效值，从而使电极的输出转矩相应的增大，虽然转矩增大，但是依旧能保持相对的恒定，并且不需要外接电阻来维持整个电路的正常运转。这样的情况也说明斩波电路在保证电源效率的同时，极大程度上减少了功耗，所以斩波电路的应用范围非常广泛。上世纪七十年代出现了细分驱动电路，细分驱动电路建立在步进电机的各相绕组理想对称和矩角特性严格正弦的基础之上。细分驱动电路的稳定性非常高，并且极大程度上的提高了匀速性，同时能够有效的减轻电路运转可能出现的震荡，甚至完全消除震荡，所以随着驱动技术的发展，细分驱动电路的应用越来越广泛，因为细分驱动电路的优点更加满足人们对驱动电源电路结构的要求。3 细分驱动电路的原理细分驱动电路的各种优势使得细分驱动电路的应用范围不断扩大。现今步进电机的细分驱动电路大多数采用的都是单片微机控制。按照末级功放管的工作状态分类，可以将细分驱动电路分为放大型和开关型两种。放大型的细分驱动电路中的末级功放管的输出电流直接受单片机输出的控制电压控制，因此电路相对简单，并且对于电流的控制能力也相对较强，但是末级功放管长时间处于放大的状态，极大程度上增加了功耗，发热情况非常严重，使得整个电路的温度过高，很容易发生意外情况。例如晶体管温漂或者热击穿，从而影响整个电路的正常工作，所以放大型的细分驱动电路一般应用在驱动电流小、控制精度较高并且散热情况非常好的工作场合。而开关型的细分驱动电路的末级功放管工作处于开关状态，因此能够极大程度上降低功耗，并且也不存在放大型的细分驱动电路发热严重的情况，但是开关型细分驱动电路的复杂程度非常高，并且输出的电流具有一定的纹波，所以开关型的细分驱动电路一般应用在输出力矩极大的步进电机驱动当中。4 结语随着科学技术的不断发展，步进电机驱动技术会越来越完善，随着步进电机驱动技术的越来越完善，步进电机会更加广泛的应用于更多领域，并且就目前的发展形势来看，智能化以及自动化将是步进电机未来的发展方向，而智能化以及自动化的步进电机将会给人们带来更大的便利，从而有效的推动社会的发展与进步。参考文献[1]杨波.计算机和单片机对步进电机的无线控制[J].信息与电脑(理论版),2018,05(05):160-161.[2]张小青,杨小岗,冯自立等.基于单片机的步进电机转角定位控制系统[J].信息技术,2018,04(02):48-51.[3]郭豪,赵树忠.基于单片机的步进电机控制[J].机械工程与自动化,2018,03(01):169-170.作者简介沈绍敏，女，助理工程师，工学学士。主要研究方向为医疗器械软硬件测试。作者单位天津瑞奇外科器械股份有限公司 天津市
步进电机的控制原理及应用
步进电机的控制原理及应用
引言
步进电机是一种常见的电动机，具有精准定位、高速运动和高力矩输出的特点，在工业自动化、机器人技术、医疗器械等领域广泛应用。本文将介绍步进电机的控制原理和应用。
步进电机控制原理
步进电机是一种以固定角度步进运动的电动机，通过电流的施加和极性的反转
来实现转子的精确位置控制。其控制原理主要包括以下几点：
1.步进角度：步进电机每次转动的角度是固定的，通常为1.8度或0.9
度。这是由电机内部的磁极分布决定的。
2.极数：步进电机的极数决定了每转动一周所需的电脉冲数。极数越高，
分辨率越高，但也增加了控制的复杂性。
3.电流驱动：步进电机通常需要使用驱动器来提供足够的电流。驱动器
根据输入的脉冲信号来控制电机的转动。
4.脉冲信号：步进电机的控制信号是一系列的脉冲信号，每个脉冲信号
引发电机转动一个步进角度。脉冲信号的频率和方向决定了电机的运动速度和方向。
步进电机的应用
步进电机由于其独特的控制方式和优越的性能，在许多领域得到广泛应用。以
下是步进电机的几个主要应用领域：
1.机床和自动化设备：步进电机被广泛用于机床和自动化设备中，如数
控机床、自动包装机等。其精确的定位和高速运动能力使其成为自动化生产线中不可或缺的一部分。
2.机器人技术：步进电机在机器人技术中扮演着重要角色。机器人需要
精准的定位和精确的运动控制，步进电机正好满足需求。步进电机广泛应用于机器人臂、机器人关节和机器人末端执行器等部分。
3.医疗器械：步进电机在医疗器械领域的应用也很广泛，如医疗机器人、
手术器械等。步进电机的高精度定位和稳定性能保证了医疗器械的安全和可靠性。
步进电机及其工作原理详细图文
B
C
A
C
B
1 2
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B
C
A
C
A
制作：张津
单段反应式步进电机的工作原理 ——四转子齿
A
定子通电顺序：
BA→AC→CB→BA
1
B
2
4
转子旋转方向：
B
3
顺时针
A
步距角：
A
θb = 30°
C
B
A
30°
C
1B
4 2
3
C
A
A
C 4
1
B
1
2 4
3
B A
32
B
C
制作：张津
单段反应式步进电机的工作原理 —— 四转子齿
1. 脉冲混合电路 将脉冲进给、手动进给、手动回原点、误差补偿等混合
为正向或负向脉冲进给信号 2. 加减脉冲分配电路
将同时存在正向或负向脉冲合成为单一方向的进给脉冲
制作：张津
步进电机的驱动控制
3. 加减速电路 将单一方向的进给脉冲调整为符合步进电机加减速特性
的脉冲，频率的变化要平稳，加减速具有一定的时间常数。 4. 环形分配器
C
B
B
C
A
制作：张津
步进电机的实际结构
C
B
步进电机的工作原理及其原理图
步进电机的工作原理及其原理图
步进电机是一种将电能转化为机械能的装置，其工作原理是通过不断
地切换电流方向来使电机转动。它由定子、转子和传感器组成。定子上有
若干个电磁绕组，每个绕组都被称为一个相位，每个相位上的电流都有一
个方向和强度。转子上有由永磁材料制成的磁性极对。根据定子上的电流
方向和强度，以及转子上的磁性极对的位置，步进电机可以实现精确地控
制角度和速度。
1.电源：步进电机需要一个电源来提供电流。电源通常是直流电源，
可以根据步进电机的工作要求选择合适的电压和电流。
2.驱动芯片：驱动芯片是步进电机的关键组成部分，它通过控制电流
的大小和方向来驱动电机。驱动芯片通常与微控制器或其他控制设备连接，接收来自控制设备的信号，并将其转换为合适的电流信号来驱动电机。
3.电磁绕组：步进电机的定子上有若干个电磁绕组，每个绕组都与一
个相位相关联。电磁绕组可以根据需要连接或断开，控制电流的方向和强度，从而驱动电机转动。
4.传感器：步进电机通常配备传感器来监测电机的位置。传感器可以
是霍尔传感器、光电传感器或编码器等。传感器检测到电机的位置后，将
信号发送给驱动芯片，驱动芯片根据信号调整电流的大小和方向，从而实
现对电机转动的精确控制。
1.信号输入：通过控制芯片，向电机传递控制信号。控制信号可以是
脉冲信号或直流信号，具体根据电机及应用的要求确定。
2.电流的变化：根据控制信号，驱动芯片控制电流的大小和方向。电流的变化是通过开关电磁绕组来实现的，当电流从一个绕组流过时，它会产生一个磁场，与转子上的磁性极对相互作用，从而驱动转子转动。
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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)
(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
Abstract
Stepper motor was first in 1920, developed by the British. Late in 1950 the invention of the transistor is gradually applied to stepper motors, which control for digital easier. Future through continuous improvement, makes today's stepper motors have been widely used in the need for high positioning accuracy, high deposition performance, highly responsive, flexible and controlled such as high reliability of mechanical systems. Require automation in the production process, the provincial manpower and high efficiency of the machine, we are easy to find traces of the stepper motor, especially emphasis on speed, position control requires Jingquecaozuo the flexible movement of the Zhi Ling controlled stepper motor Yong occasions the most. Stepper motors as actuators, electromechanical integration is one of the key products, widely used in a variety of automatic control systems. With the development of microelectronics and puter technology, increasing demand for stepper motors, all applications in all areas of the national economy.
Stepper motor is converted into electric pulse signals the angular displacement or linear displacement of the implementation of the ponents. Stepper motor can be driven directly by digital signal, easy to use. General Motors is a continuous rotation, and stepper motors have two basic positioning and operation of the state, when the input pulse stepper motor rotating step by step, each to give it a pulse signal, it turned a certain angle. Stepper motor angular displacement and the number of strictly proportional to the input pulse in time synchronization with the input pulse, so as long as the control input pulse number, frequency and phase sequence of energized motor windings can get the corner, speed and direction of rotation. In the absence of pulse input, the power of the excitation winding
air-gap magnetic field can maintain their position in positioning the rotor state. So it is suitable for SCM. Stepper motor also features quick start, precise stepping and positioning, etc., which in C machine tools, plotters, printers, and optical instruments are widely used. In addition to stepping motor has bee a DC motor and AC motor other than the third type of motor. Conventional motor as electrical and mechanical energy conversion device, in human life into the electrification process of production and plays a key role. Stepper motor control can be used as a special motor, its no accumulation of error (accuracy of 100%), which is widely used in various open-loop control. This paper describes the principle of stepper motors, characteristics and development.
Key words: step angle stepper motor pulse