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步进电机和步
进驱动器的基本知识
1、系统常识：步进电机和步进电机驱动器构成步进电机驱动系统。步进电机驱动系统的
性能，不但取决于步进电机自身的性能，也取决于步进电机驱动器的优劣。对步进电机
驱动器的研究几乎是与步进电机的研究同步进行的。
2、系统概述：步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行元件。当步进电机驱动器接
收到一个脉冲信号（来自控制器），它就驱动步进电动按设定的方向转动一个固定的
角度
(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
3、系统控制：步进电机不能直接接到直流或交流电源上工作，必须使用专用的驱动电
源（步进电机驱动器）。控制器（脉冲信号发生器）可以通过控制脉冲的个数来控制角
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。
4、用途： 步进电机是一种控制用的特种电机，作为执行元件，是机电一体化的关键产
品之一，随着微电子和计算机技术的发展（步进电机驱动器性能提高），步进电机的
需求量与日俱增。步进电动机在运行中精度没有积累误差的特点，使其广泛应用于各种
自动化控制系统，特别是开环控制系统。
5、步进电机按结构分类：步进电机也叫脉冲电机，包括反应式步进电动机（VR）、永
磁式步进电机（
PM）、混合式步进电动机（HB）等。
（
1）反应式步进电机：也叫感应式、磁滞式或磁阻式步进电机。其定子和转子均由软磁
材料制成，定子上均匀分布的大磁极上装有多相励磁绕组，定、转子周边均匀分布小齿
和槽，通电后利用磁导的变化产生转矩。一般为三、四、五、六相；可实现大转矩输出
（消耗功率较大，电流最高可达
20A，驱动电压较高）；步距角小（最小可做到 10
＇）；断电时无定位转矩；电机内阻尼较小，单步运行（指脉冲频率很低时）震荡时
间较长；启动和运行频率较高。
（
2）永磁式步进电机：通常电机转子由永磁材料制成，软磁材料制成的定子上有多相
励磁绕组，定、转子周边没有小齿和槽，通电后利用永磁体与定子电流磁场相互作用产
生转矩。一般为两相或四相；输出转矩小（消耗功率较小，电流一般小于
2A，驱动电
压
12V）；步距角大（例如 7.5 度、15 度、22.5 度等）；断电时具有一定的保持转矩；启
动和运行频率较低。
（
3）混合式步进电机：也叫永磁反应式、永磁感应式步进电机，混合了永磁式和反应
式的优点。其定子和四相反应式步进机没有区别（但同一相的两个磁极相对，且两个磁
极上绕组产生的
N、S 极性必须相同），转子结构较为复杂（转子内部为圆柱形永磁铁 ，
两端外套软磁材料，周边有小齿和槽）。一般为两相或四相；须供给正负脉冲信号；输
出转矩较永磁式大（消耗功率相对较小）；步距角较永磁式小（一般为
1.8 度）；断电
时无定位转矩；启动和运行频率较高；是目前发展较快的一种步进电机。
6、步进电机按工作方式分类：可分为功率式和伺服式两种。
（
1）功率式：输出转矩较大，能直接带动较大负载（一般使用反应式、混合式步进电
机）。
（
2）伺服式：输出转矩较小，只能带动较小负载（一般使用永磁式、混合式步进电动
机）。
7、步进电机的选择：
（
1） 首先选择类型，其次是具体的品种与型号。
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