步進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。這一線性關系的存在，加上步進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、位置等控制領域用步進電動機來控制變得非常簡單。本章主要介紹步進電動機發(fā)展歷程和展望、步進電動機分類、步進電動機驅(qū)動器以及電氣外部特性。

  步進電動機的發(fā)展

  工業(yè)生產(chǎn)對步進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)越的步進電動機也隨之紛紛問世。步進電動機已經(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。其中混合式步進電動機是應用最為廣泛的，總體性能也優(yōu)于其他步進電動機品種。目前，市場上最常見的產(chǎn)品是采用雙極性斬波驅(qū)動器的混合式步進電動機。

  1.步進電動機現(xiàn)狀

  自問世以來，步進電動機很快確定了在開環(huán)高分辨率的定位系統(tǒng)中的主導地位。在工業(yè)技術高速發(fā)展的今天，還未有適合的取代產(chǎn)品出現(xiàn)。雖然步進電動機已被廣泛應用，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、位置等控制領域用步進電動機來控制變得簡單和經(jīng)濟。步進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。我國步進電動機產(chǎn)品發(fā)展有自己的特點:20世紀80年代以前是以磁阻式步進電動機為主，20世紀80年代后開始發(fā)展混合式步進電動機。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)動設備市場上，大扭矩步進電動機沒有市場，無論是在經(jīng)濟性、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。步進電動機主要是應用在小功率場合?？偟膩碚f，步進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。步進電動機應用領域很廣，具體有如下應用場合：

  ①經(jīng)濟型數(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小型自動化辦公設備，如氣動打標機、貼標機、割字機、激光打標機、繪圖儀等。

  2.步進電動機發(fā)展趨勢

  步進電動機在技術發(fā)展上遭遇較多瓶頸，一直被定位于低端經(jīng)濟型產(chǎn)品上，其風頭完人被伺服電動機蓋過，通常在要求不高的場合應用。因而在今后不斷改進設計，保持它在低3低功率情況下定位精度高、成本低廉的優(yōu)勢是關鍵。體積小和操作簡單是步進系統(tǒng)的顯菱點，在不需要增加成本的情況下，步進電動機體積可以做的非常小，這是其他電動機無法到的。把控制器和步進電動機做成一體，這樣一個微型步進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、噪聲大是步進電動機一個較為突!缺陷，也是急需改進的。

  除了傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)步進電動機，線性步進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，并且易于結合機器使用，非常適合在輕負載的情況下使用。