步進(jìn)電動機(jī)已成為除直流電動機(jī)和交流電動機(jī)以外的第三類電動機(jī)。傳統(tǒng)電動機(jī)作為機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，在人類的生產(chǎn)和生活進(jìn)入電氣化過程中起著關(guān)鍵的作用。可是在人類社會進(jìn)入自動化時代的今天，傳統(tǒng)電動機(jī)的功能已不能滿足工廠自動化和辦公自動化等各種運(yùn)動控制系統(tǒng)的要求。為適應(yīng)這些要求，發(fā)展了一系列新的具備控制功能的電動機(jī)系統(tǒng)，其中較有自己特點(diǎn)，且應(yīng)用十分廣泛的一類便是步進(jìn)電動機(jī)。

步進(jìn)電動機(jī)的發(fā)展與計算機(jī)工業(yè)密切相關(guān)。自從步進(jìn)電動機(jī)在計算機(jī)外圍設(shè)備中取代小型直流電動機(jī)以后，使其設(shè)備的性能提高，很快地促進(jìn)了步進(jìn)電動機(jī)的發(fā)展。另一方面，微型計算機(jī)和數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展，又將作為數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行部件的步進(jìn)電動機(jī)推廣應(yīng)用到其他領(lǐng)域，如電加工機(jī)床、小功率機(jī)械加工機(jī)床、測量儀器、光學(xué)和醫(yī)療儀器以及包裝機(jī)械等。

任何一種產(chǎn)品成熟的過程，基本上都是規(guī)格品種逐步統(tǒng)一和簡化的過程。現(xiàn)在，步進(jìn)電動機(jī)的發(fā)展已歸結(jié)為單段式結(jié)構(gòu)的磁阻式、混合式和爪極結(jié)構(gòu)的永磁式三類。爪極電機(jī)價格便宜，性能指標(biāo)不高，混合式和磁阻式主要作為高分辨率電動機(jī)，由于混合式步進(jìn)電動機(jī)具有控制功率小，運(yùn)行平穩(wěn)性較好而逐步處于主導(dǎo)地位。最典型的產(chǎn)品是二相8極50齒的電動機(jī)，步距角1.8°／0.9°（全步／半步）； 還有五相10極50齒和一些轉(zhuǎn)子100齒的二相和五相步進(jìn)電動機(jī)，五相電動機(jī)主要用于運(yùn)行性能較高的場合。到目前，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的磁阻式步進(jìn)電動機(jī)已極少見。

步進(jìn)電動機(jī)****的生產(chǎn)國是日本，如日本伺服公司、東方公司、SANYO DENKI和MINEBEA及NPM公司等，特別是日本東方公司，無論是電動機(jī)性能和外觀質(zhì)量，還是生產(chǎn)手段，都堪稱是世界上****的。現(xiàn)在日本步進(jìn)電動機(jī)年產(chǎn)量（含國外獨(dú)資公司）近2億臺。

德國也是世界上步進(jìn)電動機(jī)生產(chǎn)大國。德國B.L.公司1994年五相混合式步進(jìn)電動機(jī)專利期滿后，推出了新的三相混合式步進(jìn)電動機(jī)系列，為定子6極轉(zhuǎn)子50齒結(jié)構(gòu)，配套電流型驅(qū)動器，每轉(zhuǎn)步數(shù)為200、400、1000、2000、4000、10000和20000，它具有通常的二相和五相步進(jìn)電動機(jī)的分辨率，還可以在此基礎(chǔ)上再10細(xì)分，分辨率提高10倍，這是一種很好的方案，充分運(yùn)用了電流型驅(qū)動技術(shù)的功能，讓三相電動機(jī)同時具有二相和五相電動機(jī)的性能。

與此同時，日本伺服公司也推出了他們的三相混合式步進(jìn)電動機(jī)。該公司阪正文博士研制了三種不同的永磁式三相步進(jìn)電動機(jī)，即HB型（混合式）、RM性（定子和混合式相似，轉(zhuǎn)子則同永磁式環(huán)形磁鐵相似）和爪極PM型。將三相步進(jìn)電動機(jī)同二相步進(jìn)電動機(jī)進(jìn)行比較后顯示：

⑴在獲得小步距角方面，三相電動機(jī)比二相電動機(jī)要好。

⑵三相電動機(jī)的兩相勵磁****保持力矩為√3T1（T1為單相勵磁轉(zhuǎn)矩），而二相電動機(jī)為 √2T1，所以三相電動機(jī)的合成力矩大。

⑶三相電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動比二相電動機(jī)要小。

⑷三相電動機(jī)連續(xù)2步用于半步的轉(zhuǎn)矩差比二相電動機(jī)的要小。

⑸三相電動機(jī)繞組可以星形連接，三個終端驅(qū)動，勵磁電路晶體管6個； 而二相電動機(jī)是8個。

⑹連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時，由于三相步進(jìn)電動機(jī)結(jié)構(gòu)原因，磁通和電流的三次諧波被消除了，所以三相電動機(jī)的振動力矩比二相電動機(jī)的要小。

結(jié)論是顯而易見的。另外的結(jié)論是HB型電動機(jī)更適合于低速大轉(zhuǎn)矩用途；RM型適用于平穩(wěn)運(yùn)行以及轉(zhuǎn)速大于1000r/min的用途；而PM型成本低，在低轉(zhuǎn)速時的振動和高轉(zhuǎn)速時的大轉(zhuǎn)矩方面，三相PM型電動機(jī)比兩相電動機(jī)的性能要好。

因此，當(dāng)前最有發(fā)展前景的當(dāng)屬混合式步進(jìn)電動機(jī)，而混合式電動機(jī)又向以下四個方向發(fā)展：

發(fā)展趨勢之一，是繼續(xù)沿著小型化的方向發(fā)展。隨著電動機(jī)本身應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬以及各類整機(jī)的不斷小型化，要求與之配套的電動機(jī)也必須越來越小，在57、42機(jī)座號的電動機(jī)應(yīng)用了多年后，現(xiàn)在其機(jī)座號向39、35、30、25方向向下延伸。瑞士ESCAP公司最近還研制出外徑僅10mm的步進(jìn)電動機(jī)。

發(fā)展趨勢之二，是改圓形電動機(jī)為方形電動機(jī)。由于電動機(jī)采用方型結(jié)構(gòu)，使得轉(zhuǎn)子有可能設(shè)計得比圓形大，因而其力矩體積比將大為提高。同樣機(jī)座號的電動機(jī)，方形的力矩比圓形的將提高30％～40％。

發(fā)展趨勢之三，對電動機(jī)進(jìn)行綜合設(shè)計。即把轉(zhuǎn)子位置傳感器，減速齒輪等和電動機(jī)本體綜合設(shè)計在一起，這樣使其能方便地組成一個閉環(huán)系統(tǒng)，因而具有更加優(yōu)越的控制性能。

發(fā)展趨勢之四，向五相和三相電動機(jī)方向發(fā)展。目前廣泛應(yīng)用的二相和四相電動機(jī)，其振動和噪聲較大，而五相和三相電動機(jī)具有優(yōu)勢性。而就這兩種電動機(jī)而言，五相電動機(jī)的驅(qū)動電路比三相電動機(jī)復(fù)雜，因此三相電動機(jī)系統(tǒng)的性能價格比要比五相電動機(jī)更好一些。

我國的情況有所不同，直到20世紀(jì)80年代，一直是磁阻式步進(jìn)電動機(jī)占統(tǒng)治地位，混合式步進(jìn)電動機(jī)是80年代后期才開始發(fā)展，至今仍然是二種結(jié)構(gòu)類型同時并存。盡管新的混合式步進(jìn)電動機(jī)完全可能替代磁阻式電動機(jī)，但磁阻式電動機(jī)的整機(jī)獲得了長期應(yīng)用，對于它的技術(shù)也較為熟悉，特別是典型的混合式步進(jìn)電動機(jī)的步距角（0.9°/1.8°）與典型的磁阻式電動機(jī)的步距角（0.75°/1.5°）不一樣，用戶改變這種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不是很容易的，這就使得兩種機(jī)型并存的局面難以在較短時間內(nèi)改變。這種現(xiàn)狀對步進(jìn)電動機(jī)的發(fā)展是不利的。


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