步进电机基础知识

　　何为步进电机
　　步进电机是一种专门用于位置和速度精确控制的特种电机。步进电机的最大特点是其
“数字性”，对于控制器发过来的每一个脉冲信号，步进电机在其驱动器的推动下运转一个
固定角度

(简称一步)，如下图所示。如接收到一串脉冲步进电机将连续运转一段相应距离。

同时可通过控制脉冲频率，直接对电机转速进行控制。由于步进电机工作原理易学易用，成
本低

(相对于伺服)、电机和驱动器不易损坏，非常适合于微电脑和单片机控制，因此近年来

在各行各业的控制设备中获得了越来越广泛的应用。
　　步进电机的种类和特点
　 　 步 进 电 机 在 构 造 上 有 三 种 主 要 类 型 ： 反 应 式

(Variable  Reluctance ， VR) 、 永 磁 式

(Permanent Magnet,PM)和混合式(Hybrid Stepping,HS)。
　　反应式
　　定子上有绕组、转子由软磁材料组成。结构简单、成本低、步距角小，可达

1.2°、但动态性

能差、效率低、发热大，可靠性难保证。
　　永磁式
　　永磁式步进电机的转子用永磁材料制成，转子的极数与定子的极数相同。其特点是动态
性能好、输出力矩大，但这种电机精度差，步矩角大

(一般为 7.5°或 15°)。

　　混合式
　　混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点，其定子上有多相绕组、转子上采用永磁
材料，转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。其特点是输出力矩大、动态性能好，步
距角小，但结构复杂、成本相对较高。
　　按定子上绕组来分，共有二相、三相和五相等系列。最受欢迎的是两相混合式步进电机，
约占

97%以上的市场份额，其原因是性价比高，配上细分驱动器后效果良好。该种电机的基

本步距角为

1.8°/步，配上半步驱动器后，步距角减少为 0.9°，配上细分驱动器后其步距角

可细分达

256 倍 (0.007°/微步)。由于摩擦力和制造精度等原因，实际控制精度略低。同一步

进电机可配不同细分的驱动器以改变精度和效果。
　　怎样选择步进电机和驱动器
　　判断需多大力矩：

 静扭矩是选择步进电机的主要参数之一。负载大时，需采用大力矩

电机。力矩指标大时，电机外形也大。
　　判断电机运转速度：

 转速要求高时，应选相电流较大、电感较小的电机，以增加功率

输入。且在选择驱动器时采用较高供电电压。
　　选择电机的安装规格：

 如 57，86，110 等，主要与力矩要求有关。

　　确定定位精度和振动方面的要求情况：判断是否需细分，需多少细分。
　　根据电机的电流、细分和供电电压选择驱动器。