步进电机原理及发展方向

1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………………………………………………………………31.永磁式步进电机……………………………………………………………32.反应式步进电机……………………………………………………………33.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…………………………………………………………61.电机固有步距角……………………………………………………………62.步进电机的相数……………………………………………………………63.保持转矩（HOLDINGTORQUE）………………………………………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…………………………………………………81.控制精度不同………………………………………………………………82.低频特性不同………………………………………………………………83.矩频特性不同………………………………………………………………84..过载能力不同………………………………………………………………95..运行性能不同……………………………………………………………96.速度响应性能不同…………………………………………………………9十．步进电机的发展方向…………………………………………………………9总结…………………………………………………………………………………11参考文献……………………………………………………………………………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…………………………………………………152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3AbstractSteppermotorwasfirstin1920,developedbytheBritish.Latein1950theinventionofthetransistorisgraduallyappliedtosteppermotors,whichcontrolfordigitaleasier.Futurethroughcontinuousimprovement,makestoday'ssteppermotorshavebeenwidelyusedintheneedforhighpositioningaccuracy,highdecompositionperformance,highlyresponsive,flexibleandcontrolledsuchashighreliabilityofmechanicalsystems.Requireautomationintheproductionprocess,theprovincialmanpowerandhighefficiencyofthemachine,weareeasytofindtracesofthesteppermotor,especiallyemphasisonspeed,positioncontrolrequiresJingquecaozuotheflexiblemovementoftheZhiLingcontrolledsteppermotorYongoccasionsthemost.Steppermotorsasactuators,electromechanicalintegrationisoneofthekeyproducts,widelyusedinavarietyofautomaticcontrolsystems.Withthedevelopmentofmicroelectronicsandcomputertechnology,increasingdemandforsteppermotors,allapplicationsinallareasofthenationaleconomy.Steppermotorisconvertedintoelectricpulsesignalstheangulardisplacementorlineardisplacementoftheimplementationofthecomponents.Steppermotorcanbedrivendirectlybydigitalsignal,easytouse.GeneralMotorsisacontinuousrotation,andsteppermotorshavetwobasicpositioningandoperationofthestate,whentheinputpulsesteppermotorrotatingstepbystep,eachtogiveitapulsesignal,itturnedacertainangle.Steppermotorangulardisplacementandthenumberofstrictlyproportionaltotheinputpulseintimesynchronizationwiththeinputpulse,soaslongasthecontrolinputpulsenumber,frequencyandphasesequenceofenergizedmotorwindingscangetthecorner,speedanddirectionofrotation.Intheabsenceofpulseinput,thepoweroftheexcitationwindingair-gapmagneticfieldcanmaintaintheirpositioninpositioningtherotorstate.SoitissuitableforSCM.Steppermotoralsofeaturesquickstart,precisesteppingandpositioning,etc.,whichinCNCmachinetools,plotters,printers,andopticalinstrumentsarewidelyused.InadditiontosteppingmotorhasbecomeaDCmotorandACmotorotherthanthethirdtypeofmotor.Conventionalmotoraselectricalandmechanicalenergyconversiondevice,inhumanlifeintotheelectrificationprocessofproductionandplaysakeyrole.Steppermotorcontrolcanbeusedasaspecialmotor,itsnoaccumulationoferror(accuracyof100%),whichiswidelyusedinvariousopen-loopcontrol.Thispaperdescribestheprincipleofsteppermotors,characteristicsanddevelopment.Keywords:stepanglesteppermotorpulse4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。三．步进电机的分类现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。1.永磁式步进电机永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度；2.反应式步进电机5反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。3.混合式步进电机混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。四．步进电机的基本原理通常电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对