步进电机发展回顾与前景展望

摘要：本文对步进电机的功能、分类、发展历程进行了概述，并对 DDS 技术、步进

电机加减速控制、高性能电源技术、电流细分驱动技术、步进电机联网控制等步进电机控

制技术的发展动态进行了分析．在此基础上，对步进电动机的发展前景作了合理的展望．

关键词：步进电动机；发展历程；发展前景

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移、直线位移的控制微电机．当步进驱动器接收到一个脉

冲信号，就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（称为“步距 ”

角），其旋转是以固定的

角度一步一步运行的．可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可

以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的．由于步进电机无需反

馈就形成了开环控制系统，且没有积累误差，使系统结构大大简化，使用维护更加方便，成本较低，

因此步进电动机在开环控制系统中获得广泛应用．

1 步进电动机的分类及应用

1.1

步进电机按工作原理可分为永磁式、磁阻式（也叫反应式）及永磁感应子式三种基本类

型．永磁式步进电机定子上有多相绕组，转子由永久磁铁构成，其磁化方向为辐向磁化，无激磁

时有保持转矩．转子极数与定子每相的极数相同．依转子材质区分，其步进角有 45°、90°及
7.5°、11.25°、15°、18°等几种．永

磁式步进电动机消耗功率小，制造成本低、起动频率和运行

频率都较低．磁阻式步进电动机在定、转子铁心的内外表面上设有按一定规律分布的相近齿

槽，利用这两种齿槽相对位置变化引起磁路磁阻的变化产生转矩．其步矩角可做到 1°～
15°，甚至更小，精度容易保证，起动和运行频率较高，

但功耗较大，效率较低．永磁感应子

式步进电动机又称混合式步进电动机．是永磁式步进电动机和反应式步进电动机两者的结合，

转子由轴向磁化的磁铁制成，磁极做成复极的形式，兼有两者的优点．精确度高、转矩大、步进

角度小．三种步进电机的主要技术指标如表 1、2、3 所示．

1.2

步进电动机的应用

步进电动机多用于数控车床和机器人系统中．在现代工业，特别是航空、航天、电子等领域中，

要求完成的工作量大，任务复杂，精度高，利用人工操作不仅劳动强度大，生产效率低，且难以

达到所要求的精度，还有一些工作环境是对人体健康有害的或人类无法到达的，这就需要数控机

床和机器人来完成这些工作．另外，在计算机外设和办公室自动化设备中也大量运用步进电机，

如磁盘驱动、打印机、绘图仪和复印机等．

收稿日期：2009-12-10

作者简介：谢辉（1969-），女，重庆忠县人，重庆三峡学院副教授，硕士，主要从事工业智能

控制研究．

基金项目：本文系重庆三峡学院校级科研项目(2008-sxxyyb-19)研究成果

重庆三峡学院学报

表 1 永磁式步进电动机技术性

能参数

表 2 磁阻式步进电动机技术性

能指标