发展战略-步进电机原理及发展方向 精品
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。
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。
步进电机在工业自动化中的发展趋势是什么
步进电机在工业自动化中的发展趋势是什么在当今的工业自动化领域，步进电机凭借其独特的性能和特点，发挥着至关重要的作用。
随着科技的不断进步和工业需求的日益增长，步进电机也在不断发展和演变。
那么，它在工业自动化中的发展趋势究竟是什么呢？首先，精度的持续提升是一个重要的发展方向。
在许多高精度要求的工业应用中，如数控机床、半导体制造设备等，对步进电机的精度要求越来越高。
为了满足这一需求，制造商们在电机的设计、制造工艺以及控制算法等方面不断进行创新和改进。
通过采用更先进的材料、更精密的加工技术以及优化的磁场分布，来减小电机的步距误差和回程误差，从而提高电机的定位精度和重复定位精度。
其次，速度和响应能力的提高也是不可忽视的趋势。
随着工业生产效率的不断提高，对于步进电机的速度和响应能力提出了更高的要求。
为了实现更快的转速和更短的响应时间，研发人员一方面在电机的结构设计上进行优化，减少转动惯量，提高电机的动态性能；另一方面，通过改进驱动电路和控制算法，实现更高的脉冲频率和更精确的电流控制，从而使电机能够在更短的时间内达到设定的速度和位置。
再者，小型化和轻量化成为了另一个重要的发展趋势。
在一些空间受限的工业设备中，如微型机器人、便携式检测仪器等，需要使用体积更小、重量更轻的步进电机。
这就促使制造商们采用新的材料和制造工艺，如微型化的磁芯、高性能的永磁材料以及多层电路板技术等，来减小电机的尺寸和重量，同时保持甚至提高电机的性能。
同时，智能化控制也是步进电机发展的一大趋势。
随着工业自动化程度的不断提高，对于电机的控制要求也越来越复杂。
智能化的控制系统能够实现电机的自适应控制、故障诊断和预测维护等功能。
通过实时监测电机的运行参数，如电流、电压、转速、温度等，并结合先进的算法进行分析和处理，控制系统可以自动调整电机的运行状态，以适应不同的工作负载和环境条件。
此外，智能化的控制系统还能够提前发现电机可能出现的故障，并及时发出预警信号，方便进行维护和修理，从而提高设备的可靠性和稳定性。
步进电机工作原理及实现
一 步进电机简介 二 步进电机原理介绍 三 步进电机的驱动原理 四 国内外发展概况与趋势
微机控制技术
一 步进电机简介
☆ 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。
☆ 步进电动机构造：由转子（转子铁芯、永磁体、转 轴、滚珠轴承），定子（绕组、定子铁芯），前后 端盖等组成。最典型两相混合式步进电机的定子有8 个大齿，40个小齿，转子有50个小齿；三相电机的 定子有9个大齿，45个小齿，转子有50个小齿。
微机控制技术
国外对步进电机的研究一直很活跃。目前，国外对步进电机的控制和驱动的 一个重要发展方向是大量采用专用芯片，结果是大大缩小驱动器的体积，明 显提高了整机的性能。比较典型的芯片有两类:一类芯片的核心是用硬件 和微程序来保证步进电机实现合理的加减速过程，同时完成计长走步、正反 转等。对于开环使用的步进电机，实现合理的加减速过程便可使其达到较高 的运行频率而不失步或过冲。例如日本的PPMC101B便是这种芯片。采用 这类 专用集成电路，可驱动3-5相电路，可选择励磁方式，转速精确，设定的转 速范围宽、加减速的过渡时间及上升陡度可根据负载选定，此外还有单步运 转和不同的停止方式等功能。另一类芯片的核心是实现细分技术，例如日本 东芝公司的TA774H二相步进电机细分控制芯片，其内部集成了PWM斩波 控制和函数型双极驱动电路细分控制功能。目前由于集成芯片受到耐压、电 流容量的限制，一般只能用于小功率步进电机的驱动。
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 。
步进电机毕业论文
步进电机毕业论文步进电机毕业论文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随着科技的不断进步，步进电机也在不断发展。
未来，步进电机的发展方向主要集中在提高性能和降低成本上。
一方面，研究者们致力于提高步进电机的转速和精度，以满足更高要求的应用。
另一方面，通过采用新的材料和制造工艺，可以降低步进电机的生产成本，使其更加普及和可接受。
结论步进电机作为一种重要的电动机类型，在各个领域都有广泛的应用。
步进电机工作原理
步进电机工作原理
步进电机是一种控制精度较高的电机，它的工作原理是通过对电机的电流进行精确控制来实现旋转。
步进电机通常由一个固定的磁体和一个旋转的转子组成。
固定磁体中有若干个磁极，而转子上也有相应的磁极。
这些磁极的排列方式决定了电机的工作方式。
步进电机的转动是通过改变电流的方向和大小来实现的。
当电流通过固定磁体时，会产生一个磁场，这个磁场会与转子上的磁场相互作用，从而使得转子旋转到一个新的位置。
当电流的方向和大小改变时，转子也会相应地改变位置。
为了精确定位，步进电机通常会将转子分为几个等距的位置，每个位置都与一个特定的电流模式相对应。
通过改变电流的方式，可以使转子逐步移动到下一个位置，从而实现精确的旋转。
步进电机的转子移动是离散的，而不是连续的。
这意味着它可以精确定位，并且不需要使用传统的位置反馈设备来监测转子的位置。
步进电机适用于需要精确控制和定位的应用，如打印机、数控机床和机器人等。
总之，步进电机通过精确控制电流来实现转子的旋转，从而实现精确的位置控制。
它的工作原理基于磁场的相互作用，使得转子可以按照离散的步进来旋转。
步进电机及其工作原理详细图文
A
A相定子绕组通电形成磁场
制作：张津
单段反应式步进电机的工作原理 —— 节拍运动动画
A
A
1
1
4
2
2
3
A
A
步进电机节拍运动动画
制作：张津
步距角：
步进电机的定子绕组每改变一次通电状态， 转子转过的角度称步距角。
制作：张津
单段反应式步进电机的工作原理 —— 定子的通电方式
�单相轮流通电（M相单M拍） 顺时针轮回 A→B→C→A 逆时针轮回 A→C→B→A
B
C
A
C
B
1 2
4 3 1
4 2
3
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
转子旋转方向： 逆时针
步距角：
θb = 60° C
60° A
1
B
2C A
A B
A
1
B
2 B
A
A
C
B
60° 1 2
1 2
60°
B
C
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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AbstractStepper 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 windingair-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步进电机原理及发展方向一．简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，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。
由于脉冲信号数与步距角的线性关系，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。
二．步进电机的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。