步進(jìn)電動機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。電動機的轉(zhuǎn)速和停止的位置取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，即給電動機加一個脈沖信號，電動機則轉(zhuǎn)過

  一個步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)由動機只有周期性的誤美而無要積誤美筆特占使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電動機來控制變得非常簡單。本章主要介紹步進(jìn)電動機發(fā)展歷程和展望、步進(jìn)電動機分類、步進(jìn)電動機驅(qū)動器以及電氣外部特性。

  步進(jìn)電動機的發(fā)展

  工業(yè)生產(chǎn)對步進(jìn)電動機性能的要求越來越高，特別是高性能稀土等新型永磁材料的出現(xiàn)以及電子電力器件的飛速發(fā)展，許多性能更為優(yōu)越的步進(jìn)電動機也隨之紛紛問世。步進(jìn)電動機已經(jīng)有70年的發(fā)展歷史，逐漸發(fā)展成以混合式和磁阻式為主的產(chǎn)品格局。其中混合式步進(jìn)電動機是應(yīng)用最為廣泛的，總體性能也優(yōu)于其他步進(jìn)電動機品種。目前，市場上最常見的產(chǎn)品是采用雙極性斬波驅(qū)動器的混合式步進(jìn)電動機。

  1.步進(jìn)電動機現(xiàn)狀

  自問世以來，步進(jìn)電動機很快確定了在開環(huán)高分辨率的定位系統(tǒng)中的主導(dǎo)地位。在工業(yè)技術(shù)高速發(fā)展的今天，還未有適合的取代產(chǎn)品出現(xiàn)。雖然步進(jìn)電動機已被廣泛應(yīng)用，但并不

  能像普通的直流電動機、交流電動機那樣在常規(guī)電氣控制電路中使用。它須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)，涉及很多機械和電氣控制方面的知識。

  步進(jìn)電動機的最大優(yōu)勢是無累積誤差，使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電動機來控制變得簡單和經(jīng)濟(jì)。步進(jìn)電動機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件，在未超載的情況下，電動機轉(zhuǎn)速與停止位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，從而決定了它在一些要求不是很高的場合有廣泛的用途，運行可靠方便。

  我國生產(chǎn)步進(jìn)電動機的廠家不少，但能自行開發(fā)研究的廠家卻較少，大部分廠家規(guī)模比較小。我國步進(jìn)電動機產(chǎn)品發(fā)展有自己的特點:20世紀(jì)80年代以前是以磁阻式步進(jìn)電動機為主，20世紀(jì)80年代后開始發(fā)展混合式步進(jìn)電動機。產(chǎn)品從相數(shù)上分有二相、三相、四相、五相，從步距角上分有0.9°/1.8°、0.36°/0.72°，從規(guī)格上分有φ42~ф130，從靜力矩上分有0.1~40N·m。

  在大功率驅(qū)動設(shè)備市場上，大扭矩步進(jìn)電動機沒有市場，無論是在經(jīng)濟(jì)性、噪聲、加速度、系統(tǒng)慣量、最大扭矩等方面，都不如采用伺服電動機或是直流電動機加編碼器好。步進(jìn)電動機主要是應(yīng)用在小功率場合?？偟膩碚f，步進(jìn)電動機是一種較簡易的開環(huán)控制，不適合在大功率的場合使用。步進(jìn)電動機應(yīng)用領(lǐng)域很廣，具體有如下應(yīng)用場合：

  ①經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機床、如數(shù)控雕刻機、數(shù)控磨床、數(shù)控銑鏜床等。

  ②工業(yè)生產(chǎn)裝備、如連續(xù)式、間式包裝機，機械手等。

  ③工業(yè)器材方面，如拿放裝置、性能測試裝備等。

  ④小型自動化辦公設(shè)備，如氣動打標(biāo)機、貼標(biāo)機、割字機、激光打標(biāo)機、繪圖儀等。

  2.步進(jìn)電動機發(fā)展趨勢

  步進(jìn)電動機在技術(shù)發(fā)展上遭遇較多瓶頸，一直被定位于低端經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品上，其風(fēng)頭完人被伺服電動機蓋過，通常在要求不高的場合應(yīng)用。因而在今后不斷改進(jìn)設(shè)計，保持它在低3低功率情況下定位精度高、成本低廉的優(yōu)勢是關(guān)鍵。體積小和操作簡單是步進(jìn)系統(tǒng)的顯菱點，在不需要增加成本的情況下，步進(jìn)電動機體積可以做的非常小，這是其他電動機無法到的。把控制器和步進(jìn)電動機做成一體，這樣一個微型步進(jìn)單元既可以提供可編程序控制及集成輸入輸出端口，也可以大大減小體積。發(fā)熱大、噪聲大是步進(jìn)電動機一個較為突!缺陷，也是急需改進(jìn)的。

  除了傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電動機，線性步進(jìn)電動機近些年來也發(fā)展很快，它減少了零部件幾乎沒有磨損或維修，并且易于結(jié)合機器使用，非常適合在輕負(fù)載的情況下使用。