步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向滚动一个固定的视点（称为“步距角”），它的旋转是以固定的视点一步一步作业的。能够经过操控脉冲个数来操控角位移量，然后到达精确认位的意图；一起能够经过操控脉冲频率来操控电机滚动的速度和加快度，然后到达调速的意图。步进电机能够作为一种操控用的特种电机，运用其没有堆集差错（精度为100%）的特色，广泛运用于各种开环操控。
现在比较常用的步进电机包含反响式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。
永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度；
反响式步进电机一般为三相，可完成大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振荡都很大。反响式步进电机的转子磁路由软磁资料制成，定子上有多相励磁绕组，运用磁导的改动发生转矩。
混合式步进电机是指混合了永磁式和反响式的长处。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。这种步进电机的运用最为广泛，也是本次细分驱动计划所选用的步进电机。
步进电机的结构及其原理
步进电机是一种同步电机，其结构同其它电机相同，由定子和转子组成，定子为激磁场，其激磁磁场为脉冲式，即磁场以必定频率步进式旋转，转子则随磁场一步一步行进。步进电机主要有 反响式、电磁式、永磁式几种。下面以反响式步进电机为例，来评论其作业原理：
步进电机由转子和定子两部分组成。转子和定子均由带齿的硅钢片叠成。定子上有绕组分为若干相，每相磁极上有极齿。当某相定子绕组通以直流电压激磁后，便招引转子，使转子上的齿与该相定子的齿对齐，令转子滚动必定的视点，顺次向定子绕组轮番激磁，会使转子接连旋转。
步进电机的定子能够做成三、四、五、六相乃至于做成八相，各相绕组可在定子上径向摆放，也可在定子的轴向上分段摆放。
下面的FLASH为步进电机的作业原理动画演示，所选示例为单定子径向分相式反响步进电机的断面图。转子上有均匀分布的40个齿，没有绕组。A、B、C 三相定子每相南北极，每极上有5个齿，与转子相同齿间夹角均为9°。假如A 相通电则转子齿与A 相极齿对齐，这时在B 相南北极下定子齿与转子齿中心线并不对齐，而是转子齿中心线较定子齿中心线反时针方向落后1/3齿距，即3°。C 相下，转子齿超前6°。因此，当通电状况由A 相变为B 相时，转子顺时针方向转过3°，C 相通电再转3°。步距角为
双拍通电激磁，即按A-AB-B-BC-C-CA-A……的次序通电激磁，则步距角为
一般来说
式中：m——绕组相数；
z——转子齿数，单拍通电kp＝1，双拍通电kp＝2。假如按上述相反的方向通电，则步进电机将反时针方向旋转。
图1所示为五相五定子轴向分相反响式步进电机。定子和转子都分为5段，呈轴向安置。其上均有16个齿，故齿距为22.5°，各相定子互相径向错开1/5个齿的齿距（也能够由五段转子互相径向错开1/5齿距）。假如按A-B-C-D-E-A……的五相五拍通电，步距角为
假如按AB-ABC-BC-BCD-CD-CDE-DE-DEA-EA-EAB-AB……的十拍通电，则步距角为2.25°。
图2（a）为160BF02型六相功率步进电机，电机的转子有40个齿，不分段由硅钢片叠成。步距角能够是1.5°或0.75°。电机的定子如图（b）所示由硅钢片叠成分为三段，每段有8个磁极，奇数极归于同一相，双数极归于另一相，极齿的齿夹角也是360°/40＝9°，每段上的两相磁极的极齿互相便错开4.5°。三段定子装入机壳内时，三段上的记号槽彼此径向错开120°，因此三段上三个均布键槽对齐，在键槽顶用键固定。这样安装后，段与段之间的极齿便错开1.5°，假如榜首段的两相为A、D相，则第二段为B、E相，第三段为C、F相。功率步进电机的输出转矩大，绕组上的电流大。结构上选用径向与轴向分相相结合的办法，径向尺度小，惯性小，散热好，并且没有磁漏。
步进电机的基本参数
电机固有步距角：
它表明操控系统每发一个步进脉冲信号，电机所滚动的视点。电机出厂时给出了一个步距角的值，如86BYG250A型电机给出的值为0.9°/1.8°（表明半步作业时为0.9°、整步作业时为1.8°），这个步距角能够称之为‘电机固有步距角’，它不必定是电机实践作业时的真实步距角，真实的步距角和驱动器有关。
步进电机的相数：
是指电机内部的线圈组数，现在常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同，其步距角也不同，一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72°。在没有细分驱动器时，用户主要靠挑选不同相数的步进电机来满意自己步距角的要求。假如运用细分驱动器，则‘相数’将变得没有意义，用户只需在驱动器上改动细分数，就能够改动步距角。
坚持转矩（HOLDING TORQUE）：
是指步进电机通电但没有滚动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一，一般步进电机在低速时的力矩挨近坚持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而改动，所以坚持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比方，当人们说2N.m的步进电机，在没有特别阐明的情况下是指坚持转矩为2N.m的步进电机。
DETENT TORQUE：
是指步进电机没有通电的情况下，定子锁住转子的力矩。DETENT TORQUE在国内没有一致的翻译办法，简略使我们发生误解；由于反响式步进电机的转子不是永磁资料，所以它没有DETENT TORQUE。
步进电机的特色特性
（1）即使是同一台步进电机，在运用不同驱动计划时，其矩频特性也相差很大。
（2）步进电机在作业时，脉冲信号按必定次序轮番加到各相绕组上（由驱动器内的环形分配器操控绕组通断电的办法）。
（3）步进电机与其它电动机不同，其标称额外电压和额外电流仅仅参考值；又由于步进电机是以脉冲办法供电，电源电压是其最高电压，而不是均匀电压，所以，步进电机能够超出其额外值规模作业。但挑选时不该违背额外值太远。
（4）步进电机没有堆集差错：一般步进电机的精度为实践步距角的百分之三到五，且不累积。
（5）步进电机表面答应的最高温度：步进电机温度过高首要会使电机的磁性资料退磁，然后导致力矩下降乃至于失步，因此电机表面答应的最高温度应取决于不同电机磁性资料的退磁点；一般来讲，磁性资料的退磁点都在摄氏130度以上，有的乃至高达摄氏200度以上，所以步进电机表面温度在摄氏80-90度彻底正常。
（6）步进电机的力矩会随转速的升高而下降：当步进电机滚动时，电机各相绕组的电感将构成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的效果下，电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，然后导致力矩下降。
（7）步进电机低速时能够正常作业，但若高于必定频率就无法发动，并伴有啸叫声。步进电机有一个技术参数：空载发动频率，即步进电机在空载情况下能够正常发动的脉冲频率，假如脉冲频率高于该值，电机不能正常发动，或许发生丢步或堵转。在有负载的情况下，发动频率应更低。假如要使电机到达高速滚动，脉冲频率应该有加快进程，即发动频率较低，然后按必定加快度升到所期望的高频（电机转速从低速升到高速）
（8）混合式步进电机驱动器的供电电源电压一般是一个较宽的规模（比方IM483的供电电压为12～48VDC），电源电压一般依据电机的作业转速和呼应要求来挑选。假如电机作业转速较高或呼应要求较快，那么电压取值也高，但留意电源电压的纹波不能超过驱动器的最大输入电压，不然或许损坏驱动器。
（9）供电电源电流一般依据驱动器的输出相电流I来确认。假如选用线性电源，电源电流一般可取I的1.1～1.3倍；假如选用开关电源，电源电流一般可取I的1.5～2.0倍。
（10）当脱机信号FREE为低电平时，驱动器输出到电机的电流被堵截，电机转子处于自在状况（脱机状况）。在有些自动化设备中，假如在驱动器不断电的情况下要求直接滚动电机轴（手动办法），就能够将FREE信号置低，使电机脱机，进行手动操作或调理。手动完成后，再将FREE信号置高，以持续自动操控。
（11）用简略的办法调整两相步进电机通电后的滚动方向，只需将电机与驱动器接线的A+和A-（或许B+和B-）对调即可。
（12）四相混合式步进电机一般由两相步进驱动器来驱动，因此，衔接时能够选用串联接法或并联接法将四相电机接成两相运用。串联接法一般在电机转速较低的场合运用，此刻需求的驱动器输出电流为电机相电流的0.7倍，因此电机发热小；并联接法一般在电机转速较高的场合运用（又称高速接法），所需求的驱动器输出电流为电机相电流的1.4倍，因此步进电机发热较大。
