步进电机分类及工作原理

发布时间：

2025-03-13

步进电动机是一种由电脉冲控制运动的特殊电动机，步进电动机不能直接使用通常的直流或交流电源来驱动，而是需要使用专门的步进电动机驱动器。

专用的驱动电源向步进电动机供给一系列有一定规律的电脉冲信号，每输入一个电脉冲，步进电动机就前进一步，其角位称与脉冲数成正比，步进电动机转速与脉冲频率成正比，而且转速和转向与各相绕组的通电方式有关。

在非超载的情况下，步进电动机的转速、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，即给步进电动机加一个脉冲信号，电动机就转过一个步距角。

步进电动机可以在较宽的范围内通过改变输入控制脉冲的频密来实现调速，并能够做到快速启动、反转和制动。另外，步进电动机能直接利用脉冲数字信号进行控制并将其转换成角位移因而很适合于计算机控制。

步进电动机是每输入一个脉冲就前进一步，前进一步的角度大小称为步距角，这种步进式运动不同于普通匀速旋转的电动机，所以称为步进电动机。由于其工作电源是脉冲电压，因此步进电动机也称为脉冲电动机。

按转矩产生的原理，步进电动机可分为反应式步进电动机、励磁式步进电动机(又分为电磁式与永磁式)和混合式步进电动机。

反应式步进电动机的定子和转子都是凸极结构，是利用磁阻最小原理来工作的。因为步进电动机凸极转子的交轴磁阻与直轴磁阻不同，所以引起电枢反应磁场按照磁阻最小原理产生电磁转矩，从而驱动转子转动。

反应式步进电动机转子齿数可以很多，因此步距角可以做得很小，即使没有减速装置，也可以低速、高精度地实现位置控制。

励磁式步进电动机的励磁可以是永磁式或电磁励磁式，通常是永磁式励磁。励磁式步进电动机转子由于具有磁场，故驱动转矩较大，由于制造工艺的缘故，转子磁极数目不能做得太多，因此步距角比较大。

混合式步进电动机兼有反应式步进电动机和永磁式步进电动机的优点，可以做到步距角小而驱动转矩又大。