简述步进电机的发展历史

电机为工业发展不可缺少的一大要素，并扮演着重要的角色。电机的应用不仅在动力应用方面不断扩大，而且在控制领域的使用范围也在不断扩大。随着控制电机重要性的增加，控制电机的使用量也逐年增加。步进电机是一种控制电机，不使用反馈回路，就能进行速度控制及定位控制，即所谓的电机开环控制。其应用主要以处理办公业务能力很强的OA（Office Automation，办公自动化）机器和 FA（Factory Automation， 工厂自动化）机器为核心，并广泛应用于医疗器械、计量仪器、汽车、游戏机等。就数量来讲，0A机器方面的应用约占步进电机使用总数的75%。

虽然步进电机最近被大量应用，但其原理早已有之。步进电机与电磁铁和柱塞泵同一时期开发，法国人佛罗曼提出了将电磁铁的吸引力转化为旋转力矩的方法。当时，激磁相的切换用机械式凸轮的接触点来完成，这就是步进电机的原型。现在还有旋转线圈式的应用方法。1920年步进电机的实际应用才开始，称为VR（Variable Relutance，变磁阻）型步进电机，被英国海军用作定位控制和远程遥控。

混合式HB（Hybrid的缩写，是VR与PM复合的意思）型步进电机的产生，大约在1952年，由美国GE公司（通用电气）的Karl Feiertag开发的发电机演变而来。与现在的两相HB型步进电机结构相同，取得了US专利。当初作为低速同步电机使用，其后，由美国的Superior Electric公司和Sigma Instruments公司开发出两相1.8°步距角的HB型步进电机。当时因为电流小、电感大、恒电压驱动的关系，换相脉冲只有300pps(现在为10~20kpps)。

另一方面，从驱动电路方面看，步进电机的发展与晶体管半导体元件的发展密不可分。1950年研制出二极管半导体，1964年开发出MOS半导体，1965年出现IC，1967年LSI实用化。特别是经过1950~1965年间半导体材料的高速发展，进入20世纪70年代，由于价格便宜，可靠性高的逻辑数字电路得到广泛应用，使步进电机的使用量急剧增加。

日本东京大学的大岛氏，在1958年的自动控制年会上发表了有关VR型步进电机的论文。步进电机的国际性学会在1970年成立，在美国伊利诺大学召开了第一次 IMCSD（Incremental Motion Control Systems and Devices）大会。此次大会由伊利诺大学的BC Kuo教授主办，美国的Warner Electric公司与Westool司协办。发表的论文约2/3来源于企业界，剩下的1/3来源于大学方面。作者在第26届与第29届的IMCSD也发表了有关步进电机的论文。在IMCSD发表的论文中，有很多是关于步进电机的，从中能了解步进电机的最前沿技术和研究动态。美国的学者和企业技术人员对步进电机进行了广泛的研究。

步进电机的大规模应用是在1977年，两相步进电机被应用于FDD（floppy disk drive软盘驱动器）输出轴的驱动上。