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步进电动机的工作原理及特点
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，它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中，，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。
1　步进电机概述
步进电动机又称脉冲电动机或阶跃电动机，国外一般称为Ｓtｅpｐiｎgmoｔor、 Ｐuｌｓe moｔor或Steｐper ｓｅrｖo,其应用发展已有约80年的历史。步进电机是一种把电脉冲信号变成直线位移或角位移的控制电机，其位移速度与脉冲频率成正比,,可以对旋转角度和转动速度进行高精度控制。当电流流过定子绕组时,定子绕组产生一矢量磁场,该矢量场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁极磁场方向与定子的磁场方向一着该磁场旋转一个角度。因此，控制电机转子旋转实际上就是以一定的规律控制定子绕组的电流来产生旋转的磁场。每来一个脉冲电压，转子就旋转一个步距角,称为一步。根据电压脉冲的分配方式，步进电机各相绕组的电流轮流切换，在供给连续脉冲时，就能一步一步地连续转动，从而使电机旋转。步进电机每转一周的步数相同,在不丢步的情况下运行，其步距误差不会长期积累。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,同时步进电机只有周期性的误差而无累积误差,精度高,步进电动机可以在宽广的频率范围内通过改变脉冲频率来实现调速、快速起停、正反转控制等,这是步进电动机最突出的优点
[１]。
　 正常情况下，步进电机转过的总角度和输入的脉冲数成正比；连续输入一定频率的脉冲时,电动机的转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系,不受电压波动和负载变化的影响。由于步进电动机能直接接收数字量的输入,所以特别适合于微机控制。
２国内外的研究概况
步进电机是国外发明的。中国在文化大革命中已经生产和应用，例如江苏、浙江、北京、南京、四川都生产,而且都在各行业使用，驱动电路所有半导体器件都是完全国产化的,当时是全分立元器件构成的逻辑运算电路，还有电容耦合输入的计数器,触发器,，目前基本不使用大扭矩步进电动机，因为从驱动电路的成本，效率，噪音，加速度,绝对速度，系统惯量与最大扭矩比来比较，比较不划算，还是用直流电动机，加电动机编码器整体技术和经济指标高。一些少数高级的应用,就用空心转杯电机，交流电机。国外在小功率的场合，还使用步进电机,例如一些工业器材,工业生产装备，打印机，复印件，速印机，银行自动柜员机。国外用许多现代的手段将步进电机排挤出驱动应用，除了前面提到的旋转编码器,打印机还使用光电编码带或感应编码带配合直流电动机,实现闭环直线位移控制。国内过去是用大力矩步进电动机实现机床数控,有实力的公司现在也采用交流电动机驱动数控机床,在驱动设备的主要差距,是国外对交流电动机的控制理论与工程分析和应用能力强,先进的控制理论作为软件，写在控制器内部.
总的来说，步进电机是一种简易的开环控制，对运用者的要求低，不适合在大功率的场合使用。
在卫星、雷达等应用场合,中国在文化大革命后期，就生产了力矩电机,就生产了环形力矩电机，在高品质的控制场合