引言
步进电机是一种将电信号转换成离散角度运动的电机。由于其精确的定位能力和低成本，步进电机广泛应用于工业自动化、机器人和医疗设备等领域。本文将深入探讨步进电机的本质和分类，以便更好地理解其工作原理和应用。
步进电机的基本原理
步进电机的工作原理基于电磁铁的原理。当电流流过电磁铁时，会产生磁场。通过改变电流的方向和强度，可以控制磁场的极性。步进电机利用这一原理，通过顺序激磁不同的电磁铁来产生旋转运动。
步进电机通常由定子和转子组成。定子是外圈，由带线圈的电磁铁组成。转子是内圈，通常由永久磁铁或软铁制成。当电流流过定子线圈时，会产生磁场，吸引转子齿向该磁场对齐。通过改变定子的激磁模式，可以控制转子的旋转角度。
步进电机的分类
根据转子的结构和驱动方式，步在自动化、机器人和医疗保健等领域的应用将越来越广泛。
步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。 每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。 因此，步进电动机又称脉冲电动机。 [1]中文名步进电机外文名stepping motor属性感应电机的一种别称脉冲电动机[1]工作原理按电磁学原理，将电能转为机械能快速导航主要分类 主要构造 控制策略简介步进电机又称为脉冲电机，基于最基本的电磁铁原理，它是一种可以自由回转的电磁铁，其动作原理是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩。 其原始模型是起源于1830年至1860年间。 1870年前后开始以控制为目的的尝试，应用于氢弧灯的电极输送机构中。 这被认为是最初的步进电机。 二十世纪初，在电话自动交换机中广泛使用了步进电机。 由于西方资本主义列强争夺殖民地，步进电机在缺乏交流电源的船舶和飞机等独立系统中得到了广泛的使用。 二十世纪五十年代后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上，对于数字化的控制变得更为容易。 到了八十年代后，由于廉价的微型计算机以多功能的姿态出现，步进电机的控制方式更加灵活多样。 [2]步进电机相对于其它控制用途电机的最大区别是，它接收数字控制信号（电脉冲信号）并转化成与之相对应的角位移或直线位移，它本身就是一个完成数字模式转化的执行元件。 而且它可开环位置控制，输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量，这样的所谓增量位置控制系统与传统的直流控制系统相比,其成本明显减低，几乎不必进行系统调整。 步进电机的角位移量与输入的脉冲个数严格成正比，而且在时间上与脉冲同步。 因而只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序,即可获得所需的转角、速度和方向。 [2]我国的步进电机在二十世纪七十年代初开始起步，七十年代中期至八十年代中期为成品发展阶段，新品种和高性能电机不断开发，目前，随着科学技术的发展，特别是永磁材料、半导体技术、计算机技术的发展，使步进电机在众多领域得到了广泛应用。 [2]步进电机控制技术及发展概况作为一种控制用的特种电机，步进电机无法直接接到直流或交流电源上工作，必须使用专用的驱动电源（步进电机驱动器）。 在微电子技术，特别计算机技术发展以前，控制器（脉冲信号发生器）完全由硬件实现，控制系统采用单独的元件或者集成电路组成控制回路，不仅调试安装复杂，要消耗大量元器件，而且一旦定型之后，要改变控制方案就一定要重新设计电路。 这就使得需要针对不同的电机开发不同的驱动器，开发难度和开发成本都很高，控制难度较大，限制了步进电机的推广。 [2]由于步进电机是一个把电脉冲转换成离散的机械运动的装置，具有很好的数据控制特性，因此，计算机成为步进电机的理想驱动源，随着微电子和计算机技术的发展，软硬件结合的控制方式成为了主流，即通过程序产生控制脉冲,驱动硬件电路。 单片机通过软件来控制步进电机，更好地挖掘出了电机的潜力。 因此，用单片机控制步进电机已经成为了一种必然的趋势，也符合数字化的时代趋。 [2]主要分类步进电动机的结构形式和分类方法较多，一般按励磁方式分为磁阻式、永磁式和混磁式三种；按相数可分为单相、两相、三相和多相等形式。 [1]
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