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冶金 、 电力 、 纺织 、 电信 、 电子 、 仪表 、 化工 、 轻工 ， 以至医疗 、 印刷等行业几乎都
有应用步进电动机的实例 。 它们一般用于工作难度较高 ， 或工作条件较差 ， 或要求速
度快 、 精度高等场合 。 步进电动机拖动与一般连续旋转的电动机拖动不同 ， 其主要特
点是能实现精确位移 、 精确定位 ， 且无积累误差 。 这是因为步进电动机总的位移量是
严格等于输入的指令脉冲数 ， 或其平均转速严格正比于输入指令脉冲的频率 ； 同时在
其工作频段内，可以从一种运动状态稳定地转换到另一种运动状态。在此状况下 ， 若
控制输入指令脉冲的数量或频率 ， 则位移量或转速的检测就可省去 ， 更无需反馈系统
就形成了所谓的开环控制系统 。 与闭环系统相比 ， 开环系统避免了由于反馈信号的大
系数放大而造成的自振和不稳定的影响 。 因此开环系统不仅结构大大简化 、 使用文护
方便 、 成本较低 ， 而且只要处置得当 ， 在一般使用场合精度也是足够的 。 所以步进电
动机在现代工业中将大有用武之地。
1.2 1.2 1.2 1.2 步进电动机的历史背景和研究状况 步进电动机的历史背景和研究状况 步进电动机的历史背景和研究状况 步进电动机的历史背景和研究状况
1.2.1 历史背景
步进电动机是一种受脉冲信号控制的电动机 ， 它的转子角位移与输入的控制脉冲
数相对应 ， 转子转速与控制脉冲成比例 。 其机理是最基本的电磁铁作用 ， 其原始模型
起源于 1830 年至 1860 年。 20 世纪 60 年代后期，在步进电动机本体方面随着永磁
材料的发展 ， 各种实用性步进电动机应运而生 ， 而半导体技术的发展则推动了步进电
本科毕业设计说明书（论文）
动机在众多领域的应用。在近 30 年间，步进电动机迅速发展并成熟起来。从发展趋
势来讲 ， 步进电动机已经能与直流电动机 、 异步电动机 ， 以及同步电动机并列 ， 从而
成为电动机的一种基本类型 。 主要结构类型有 ： 反应式步进电动机 、 永磁式步进电动
机和混合式步进电动机 。 经过近七十年的发展 ， 逐渐形成以混合式及反应式为主的产
品格局 。 反应式步进电动机由于其结构简单和经久耐用 ， 所以是目前应用最普及的一
种电动机。
1.2.2 国外研究状况
国外步进电动机研究较早 ， 对步进电动机驱动技术的研究一直很活跃 ， 如今正在
开发以步进电动机为执行机构的高性能伺服系统 。 目前 ， 这类电动机最大的生产国还
是日本。日本在 60 年代初期就开发了用于数控装置及计算机外部设备的磁阻式步进
电动机。 60 年代中期至今 , 开发了混合式步进电动机。他们有多家公司生产 , 例
如 :JAPAN SERVO 公司 , SANYO DENKI 公司 , MINEBEA 公司等等。特别是 ORIENTAL 公司 ,
无论是外观质量 , 内部性能指标 , 还是生产手段上 , 都是最上乘的 。 与之相比 , 我们国家
还有一定的差距。
1.3 1.3 1.3 1.3 国内研究状况 国内研究状况 国内研究状况 国内研究状况
我国对步进电动机的研究从 1958 年开始， 1970 年以前受苏联的影响，以三相磁
阻式步进电动机为主， 20 世纪 60 年代末我国快走丝数控线切割机床的发展，对步进
电动机的发展起到了促进作用。当时研制并开始生产的 BF1840 一 75 ，虽然外径采用
了一个非标准值 ( Φ 75mm) ， 由于为线切割机床所接受 ， 一直延续生产到现在 。 20 世 纪
70 年代受到国内研制生产数控机床和其他数控设备的推动 ， 并受到当时日本数控机床
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