一、步进电机工作原理　　

　　步进电机是将给定的电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。　　
　　给定一个电脉冲信号，步进电机转子就转过相应的角度，这个角度就称作该步进电
机的步距角。目前常用步进电机的步距角大多为 1.8 度（俗称一步）或 0.9 度（俗称半
步）。以步距角为 0.9 度的进步电机来说，当我们给步进电机一个电脉冲信号，步进电机
就转过 0.9 度；给两个脉冲信号，步进电机就转过 1.8 度。以此类推，连续给定脉冲信号，
步进电机就可以连续运转。由于电脉冲信号与步进电机转角存在的这种线性关系，使得步

进电机在速度控制、位置控制等方面得到了广泛的应用。　　
　　步进电机的使用至少需要三个方面的配合，一是电脉冲信号发生器，它按照给定的
设置重复为步进电机输送电脉冲信号，目前这种信号大多数由可编程控制器或单片机来
完成；二是驱动器（信号放大器），它除了对电脉冲信号进行放大、驱动步进电机转动以
外，还可以通过它改善步进电机的使用性能，事实上它在步进电机系统中起着重要的作
用，一般一种步进电机可以根据不同的工况具有多种驱动器；三是步进电机，它有多种

控制原理和型号，现在常用的有反应式、感应子式、混合式等。　　
　　步进电机的速度控制是通过输入的脉冲频率快慢实现的。当发生脉冲的频率减小时，
步进电机的速度就下降；当频率增加时，速度就加快。还可以通过频率的改变而提高步进

电机的速度或位置精度。　　
　　步进电机的位置控制是靠给定的脉冲数量控制的。给定一个脉冲，转过一个步距角，
当停止的位置确定以后，也就决定了步进电机需要给定的脉冲数。在包装机控制中，给定

脉冲数的多少，还与机构的参数有关，例如螺杆的直径等。　
　　在包装机械中，很多情况下需要控制执行机构的运行速度和运行位置，以前都是通
过机械或其它方式来完成的，机构复杂、调节不易。改用步进电机后，不仅能使包装机械

结构变得简单、调节方便、可靠性增加，而且粗度会得到很大提高。　　
　　二、步进电机在物料计量方面的应用
　　1.

粉状物料的计量　　

　　螺杆计量是常用的容积式计量方式，它是通过螺杆旋转的圈数多少来达到计量的多
少，为了达到计量大小可调和提高计量精度的目的，要求螺杆的转速可调和位置定位准

确，使用步进电机可以同时满足这两个方面的要求。　　
　　例如粉剂包装机的计量采用了步进电机控制螺杆的转速和转数，不仅简化了机械结
构，而且使得控制非常方便。在不过载的情况下，步进电机的转速、停止的位置只取决于
脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，这与电磁离合器控制的螺杆计量相

比，具有明显的精度优势，更加适合于比重变化比较大的物料计量。　　
　　步进电机与螺杆采用直接连接的方式，结构简单，维修方便。值得指出的是，如步进
电机的过载能力较代，当轻微过载时，就会出现相当大的噪声。因此，在计量工况确定以

后，就要选用较大的过载系数，以保证步进电机平衡工作。　　
　　2.

粘稠体物料的计量　　

　　步进电机控制齿轮泵也可以实现精确计量。齿轮泵在输送粘稠体方面得到了广泛的应
用，例如糖浆、豆沙、白酒、油料、番茄酱等的输送。目前在对这些物料的计量方面大多使用

活塞泵，存在着调整困难、结构复杂、不便维修、功耗大、计量不准等缺点。　
　　齿轮泵计量是靠一对齿轮啮合转动计量的，物料通过齿与齿的空间被强制从进料口
送到出料口。动力来自步进电机，步进电机转动的位置及速度由可编程控制器控制，计量

精度高于活塞泵的计量精度。　　