直线步进电机选型指南

 

以下是中国步进电机网对步进电机驱动系统所做的较为完整的表述：
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），它就驱动步进电机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，包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式
步进电机（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（最小可做到六分之一度）；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
应式步进电机没有区别（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