系统常识:步进电机和步进电机驱动构成步进电机驱动系统。步进电机驱动系统的性能不仅取决于步进电机本身的性能，还取决于步进电机驱动的质量。步进电机驱动的研究几乎与步进电机的研究同步。

　　系统概述:步进电机是将电脉冲转换成角位移的执行元件。当步进电机驱动器接收到脉冲信号(来自控制器)时，它会驱动步进电机按照设定的方向旋转一个固定的角度(称为步进角)，它的旋转会以固定的角度一步一步地运行。

　　系统控制:步进电机不能直接连接到DC或交流电源，必须使用专用驱动电源(步进电机驱动)。控制器(脉冲信号发生器)可以通过控制脉冲数量来控制角位移，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的转速和加速，从而达到调速的目的。

　　应用:步进电机是一种特殊的控制电机。作为执行元件，它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(步进电机驱动性能的提高)，对步进电机的需求日益增加。步进电机在运行过程中不存在精度误差，广泛应用于各种自动控制系统，尤其是开环控制系统。

　　步进马达按结构分类：步进马达又称脉冲马达，包括反应式步进马达(VR)、永磁式步进马达(PM)、混合式步进马达(HB)等。

　　(1)反应式步进电机:又称感应式、磁滞式或磁阻式步进电机。其定子和转子由软磁材料制成，定子上均匀分布的大磁极上设有多相励磁绕组，定子和转子周围均匀分布小齿和槽，通电后利用磁导变化产生转矩。一般为三、四、五、六相;可实现大扭矩输出(功耗大，电流最高可达20A，驱动电压高);步距角小;断电时没有定位扭矩;电机内阻尼小，单步运行(指脉冲频率低时)振荡时间长;启动和运行频率高。

　　(2)永磁步进电机: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。定子和转子周围没有小齿和槽。通电后，利用永磁体和定子电流磁场的相互作用产生扭矩。一般为两相或四相;输出扭矩小(功耗小，电流一般小于2A，驱动电压12V);步距角大(如7.5度、15度、22.5度等。);断电时有一定的保持扭矩;启动和运行频率低。

　　(3)混合步进电机:又称永磁反应式、永磁感应式步进电机，混合了永磁和反应式的优点。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，两个磁极上绕组产生的n、s极性必须相同)，转子结构复杂(转子内部为圆柱形永磁铁，两端外套为软磁材料，周围有小齿和槽)。一般为两相或四相必须提供正负脉冲信号;输出扭矩大于永磁(功耗相对较小);步距角小于永磁(一般为1.8度);断电时没有定位扭矩;启动和运行频率高;是目前发展较快的步进电机。

　　步进电机按工作方式分类：可分为功率式和伺服式两种。

　　功率式:输出扭矩大，可直接驱动大负荷(一般采用反应式、混合式步进电机)。

　　伺服式：输出扭矩较小，只能带动较小的负荷(通常采用永磁式、混合式步进电机)。

　　步进电机的选择:

　　(1)首先选择类型，其次是具体的品种和型号。

　　(2)反应、永磁和混合步进电机的性能指标、外形尺寸、安装方法、脉冲电源类型和控制电路不同，价格差异也很大，应综合考虑。

　　(3)控制集成电路的步进电机应优先考虑。

　　步进电机的基本参数:(1)电机固有步进角:表示控制系统每发出一个步进脉冲信号，电机转动的角度。电机出厂时给出一个步进角的值，比如86BYG250A电机给出的值是0.9/1.8(表示半步工作时为0.9，整步工作时为1.8)。这个步进角可以称为电机固有步进角，不一定是电机工作时的实际步进角，实际步进角与驱动有关。

　　步进马达的相数：指马达内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相等步进马达。马达相数不同，其步距角也不同，一般二相马达的步距角为0.9°/1.8°，三相为0.75°/1.5°，五相为0.36°/0.72°。步进电机增加相数可以提高性能，但步进电机的结构和驱动电源更加复杂，成本也会增加。

　　(3)保持扭矩(HOLDINGTORQUE):也称为最大静态扭矩，是在额定静态电流下施加通电的步进电机轴上，不产生连续旋转的最大扭矩。它是步进电机最重要的参数之一，通常步进电机在低速时的扭矩接近保持扭矩。由于步进电机的输出扭矩随着速度的增加而不断衰减，输出功率也随着速度的增加而变化，因此保持扭矩已经成为衡量步进电机最重要的参数之一。例如，当人们说2N.m的步进电机时，它是指保持扭矩为2N.m的步进电机。

　　(4)步距精度:可以用定位误差或步距角误差来表示。

　　(5)矩角特性:步进电机转子离开平衡位置后的恢复扭矩随角度偏移而变化。步进电机静扭矩与失调角的关系称为矩角特性。

　　(6)静态温度上升:指电机静止时，按规定运行方式中最多的相数通过额定静态电流，达到稳定的热平衡状态时的温度上升。

　　(7)动态温升:电机在一定频率下空载运行，按规定运行时间运行。运行时间结束后，电机达到的温升称为动态温升。

　　(8)扭矩特性:表示电机扭矩与单相通电时励磁电流的关系。

　　(9)启动矩频特性:启动频率与负载矩频的关系称为启动矩频特性。

　　(10)运行矩频特性/惯频特性:略。

　　(11)升降频率时间:指电机从启动频率升至最高运行频率或从最高运行频率降至启动频率所需的时间。

　　(12)DETENTORQUE:指步进电机未通电时，定子锁定转子的扭矩。DETENTORQUE在中国没有统一的翻译方法，容易产生误解;反应式步进电机的转子不是永磁材料，所以没有DETENTORQUE。

　　步进电机的一些特点:(1)步进电机无累积误差:一般步进电机精度为实际步距角的3-5%，不累积。

　　(2)步进电机工作时，脉冲信号按一定顺序循环。