步进电机发展历史.doc

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1、步进电机发展史及其应用和类别的解说步进电机发展史最早是在1920年代由英国人所开发。1950年代示期晶体管的发明也逐渐丿、'、/「用在步进电机上，对于数字化的控制变得更为容易。步进电机发展史往丿丘经过不断改良，使得今口步进电机已广泛运用在需要高泄位精度、高分解能、高响应性、信赖性等灵活控制性高的机械系统屮。在生产过程屮要求自动化、省人力、效率高的机器屮，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。步进电机发展史及其应用和类别的解说步进电机发展史依艮构造上的并异可分为三大类：可变磁阻

2、式（VR型）：转了以软铁加工成齿状，当泄了线圈不加激磁电爪时，保持转矩为零，故其转了惯性小、响应性佳，但英容许负荷惯性并不大。其步进角通常为15。。永久磁铁式（PM型）：转了由永久磁铁构成，步进电机发展史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7.5。、11.25。、15。、18。等几种。混和式（HB型）：转了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。步进电机发展史在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

3、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。步进电机发展史以5相步进电机为例：其定位基木单位（分辨率）为0.72。（全步级）/0.36。（半步级），是非常小的；停止定位精度误弟皆在±3分（±0.05°）以内，且无累计误羌，故可达到高精度的定位控制。（步进电机的定位精度是取决丁电机木身的机械加工精度）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泄角度的冋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）成比例的冋转速度。具定位保持力：步进电机在停止状态下（无脉波信号输入时

4、），步进电机发展史仍具有激磁保持力，故即使不依靠机械式的剎车，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。开冋路控制、不必依赖传感器定位：步进电机的控制系统构成简单，步进电机发展史不需要速度感应器（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。步进电机发展史也因其属开1川路控制，故报适合于短距离、高频度、高精度Z定位控制的场介下使用。屮低速时具备高转矩：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

5、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，所以在检杳及保养时也校简单容易。步进电机发展史使步进电机体积小、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。步进电机的速度一转矩特性速度■转矩特性取决于电机及驱动器，步进电机发展史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，特性上的并异也就会有明显的不同。步进电机速度■转矩特性曲线图（图一•）说明：（1）激磁故大静止转炬：当运转脉冲速度等于0Hz时，曲线与Y轴交接的点即称为激磁最大静止转矩。步进电机发展史也就是指电机在通电但无输入脉

6、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知（。（2）脱出转炬：又称最大转矩，为电机于运转时所能带动的最大负荷。（3）嚴人响应频率：在无负载、负荷惯性为0时，电机所能够响应Z最快的速度。（4）最人白起动频率：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Z最大自起动频率。二相与五相步进电机的羌异步进电机主要是依相数来做分类，而其屮又以二相、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，步进电机发展史在说相则可分割为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。一•相/

7、刃相步进电机羌异比五相步进电机基本性能汇整比较◎优/。良/△稍茅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衣单单仅给予电压时，电机是不会动作的，必须透过脉波产工器提供位置（脉波数）、速度的脉波信号指令，步进电机发展史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（位置移动最）、动作速度及运转方向Z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，步进电机发展史提供电流来驱动步进电机动作。3.步进

8、电机：提供转矩动力输岀来带动负载。所以步进电机系统构成简单，步进电机发展史不需要速度感应器（ENCODER、