步进电机最早是由英国人在1920年代开发的. 在1950年代后期，晶体管的发明逐渐应用于步进电机，使数字控制变得更加容易. 经过不断改进，步进电机已广泛用于要求高定位精度步进电机的应用，高分辨率，高响应性和可靠性的机械系统中. 在需要自动化，省力和生产过程中高效率的机器中，我们可以轻松地找到步进电机的轨迹，特别是在重视速度，位置控制并需要精确执行各种命令动作的灵活可控场合. 发挥最大作用.

步进电机根据其结构差异可分为三类: （图1）

·可变磁阻类型（VR类型）:

转子由软铁制成齿状. 当定子线圈不受到励磁电压时，保持转矩为零，因此转子惯性小且响应性好，但是其容许负载惯性不大. 步距角通常为15°.

·永磁型（PM型）:

转子由永磁体组成，磁化方向为径向磁化，无励磁时有保持转矩. 根据转子材料，步距角分别为45°，90°，7.5°，11.25°，15°，18°等.

·混合型（HB型）:

转子由轴向磁化的磁体制成，磁极制成双极形式. 它结合了可变磁阻步进电机和永磁步进电机的优点，具有高精度和高转矩3的优点. 小步距角.

（图1）

目前市场上的工业步进电动机中步进电机的应用，混合动力（HB型）是最常见的.

步进电机的特征

高精度定位:

步进电机的最大特点是可以轻松实现高精度的定位控制. 以5相步进电机为例: 基本定位单位（分辨率）为0.72°（全步）/0.36°（半步），很小. 停止定位精度为±3点（±0.05°），无累积误差，可实现高精度的定位控制.

（步进电机的定位精度取决于电机本身的加工精度）

位置和速度控制:

当脉冲信号输入到步进电机时，它可以根据输入的脉冲数以固定角度旋转，以获得灵活的角度控制（位置控制），并且可以获得与脉冲数成比例的转速（频率）.

具有定位保持力:

步进电动机在停止时（没有脉冲信号输入时）仍然具有励磁保持力，因此即使不依靠机械制动，也可以保持停止位置.

动作敏感:

由于步进电机具有出色的加速性能，因此可以实现快速，频繁的瞬时启动，停止，正转和反转的定位动作.

开环控制，无需依赖传感器的位置:

步进电机的控制系统结构简单. 它可以通过输入脉冲波控制速度和位置，而无需速度传感器（ENCODER，速度发生器）和位置传感器（SENSOR）. 由于属于开环控制，因此最适合于短距离，高频，高精度定位控制.

中低速时的高扭矩:

步进电机在低速和中速时具有更大的扭矩，因此它们可以提供比同类伺服电机更大的扭矩输出.

高可靠性:

与离合器，减速器和限位开关等其他设备相比，步进电机设备的故障和故障更少，因此检查和维护变得越来越容易.

小功率:

尽管步进电机可以在狭窄的空间中平稳安装并提供高扭矩输出，但它体积小，扭矩大.

步进电机的转速转矩特性

速度转矩特性取决于电动机和驱动器，并且对匹配的驱动器有很大的影响. 根据使用的驱动器，特性上的差异将明显不同.

（图2）

步进电机速度-转矩特性曲线的说明（图2）:

（1）励磁最大静态转矩: 当运行脉冲速度等于0 Hz时，曲线与Y轴相交的点称为最大励磁静态转矩. 也就是说，当电动机通电但没有输入脉冲信号时电源，其具有的保持转矩称为励磁最大静态转矩.

（2）起飞扭矩: 也称为最大扭矩，它是电动机在运行时可以驱动的最大负载.

（3）最大响应频率: 无负载且负载惯量为0时电机可以响应的最快速度.

（4）最大自启动频率: 电动机可以不失步地立即启动的速度称为最大自启动频率.

两相和五相步进电机的区别

步进电动机主要根据相数进行分类，其中，两相和五相步进电动机在当前市场中被广泛使用. 两相步进电机每转可分为400等份，而五相则可分为1000等份. 因此，五相步进电动机具有更好的特性，较短的加减速时间和较低的动态惯量.

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