(一)结构
    1、磁阻式步进电动机
    磁阻式步进电动机也叫反应式(BF)步进电动机．其定子、转子均由软磁材料冲制、叠压而成。定子上安装多相励磁绕组，转子上无绕组，转子圆周外表面均匀分布若干齿和槽。定子上均匀分布若干个大磁极，每个大磁极上有数个小齿和槽。图3 5 1为三相反应式步进电动机结构示意图，磁路结构为单段式径向磁路。此外还有多段式径向磁路和多段式轴向磁路两种结构。磁阻式步进电动机相数一般为三相、四相、五相、六相。多段式径向磁路的磁阻式步进电动机是由单段式演变而来的。各相劢磁绕组沿轴向分段布置，每段之间的定子齿在径向互相错开1／m齿距(m为相数)，见图3—5-2。

与单段式相比，多段式结构电机电感小，转动惯量小，动态性能指标高，但电动机的刚度
差，制造工艺复杂。多段式轴同磁路的步进电动机结构见图3-5-3.其励磁绕组为环形绕组，

  永磁步进电动机的特点是：
  (1)步距角大，例如15。、22．5。、45。、90。等。
  (2)相数大多为二相或四相。
  (3)启动频率较低。
  (4)控制功率小，驱动器电压一般为12V或者电流小于2A。
  (5)断电时具有一定的保持转矩。
  3感应子式(混合式)步进电动机
  这种电动机最早见于美国专利，见图3-5- 5。其定子和四相磁阻式步进电动机没有区别，只是每极下同时绕有二相绕组或者绕一相绕组用桥式电路的正负脉冲供电。转子上有一个圆柱形磁钢，沿轴向充磁，两端分别放置由软磁材料制成有齿的导磁体并沿圆周方向错开半个齿距。当某相绕组通以励

磁电流后，就会使一端磁极下的磁通增强而使另一端减弱。异性磁极的情况也是同样的，一端增强而另一端减弱。改变励磁绕组通电的相序，产生合成转矩可以使转子转过]／4齿距达到稳定平衡位置。这种步进电动机不仅具有磁阻式步进电动机步距小、运行频率高的特点，还具有消耗功率小的优点，是目前发展较快的一种步进电动机。
(二)基本原理
    步进电动机是一种将数字脉冲电信号转换为机械角位移或线位移的执行元件。它需要专用电源供给电脉冲，每输人一个脉冲．电动机转子就转过一个小角度或前进一“步”，位移量与输人脉冲数成正比，速度与脉冲频率成正比。它可在宽的范围内通过脉冲频率来调速，能快速启动、制动和反转。
它具有较好的开环稳定性；当速度控制精度要求更高时，也可采用闭环控制技术。
    磁阻式步进电动机的工作原理是利用了物理上“磁通总是力图使自己所通过的路径磁阻最小”所产生的磁阻转矩使电机转动。
    水磁式步进电动机由永磁体建立的磁场与定予电流产生的磁场相互作用而产生转矩，使转子运转。
    混合式步进电动机兼有磁阻式和永磁式步进电动机的部分特征。其定子结构与磁阻式的相似，转子结构与永磁低速同步电机的相同。混合式步进电动机同一相的两个磁极在空间相差180°机械角度，两个磁极上的绕组产生的N、s极性必须相同，否则无法运行。其运行方式和步距角的计算方法与磁阻式步进电机相同。

 （三）特性

   1、 最大静转矩
    最大静转矩也叫保持转矩，是在额定静态电流下施加在已通电的步进电动机转轴而不产生连续旋转的最大转矩的最大转矩。按同时通电相数的多少，最大静转矩可分为单相、二相、三相等最大静转矩。但不能错误地认为通电相数越多，合成转矩越大。由于转矩受电流参数及电流大小的影响。因此会出现通多相数少时的转矩反而比通电相数多时的大。步进电动机一般不用功率来表示，而只给出最大静转矩值。
    多相通电时最大静转矩与单相通电时最大静转矩的比例倍数KMC见表3-5-2

    2、步距精度
    步距精度可以采用两种不同的误差值来表示。
    第1种误差称为定位误差，其定义为步进电动机从任何一步算起，在1周(360°)范围内，实际转过的位置与理论位置之差。该误差有正负之分．正负误差最大值的绝对值之和的一半称为定位误差。

以电角度θe表示转予离开平衡位置的失调角，那么矩角特陛见图3—5 6。  

    4、静态温升
    指电机静止不动时，按规定的运行方式中最多的相数通以额定静态电流，达到稳定的热平衡状态时的温升。步进电动机是一种效率不太高的机电能量转换器件，应该允许其长时间在静止不动的状态下通以额定电流，温升的最高限度由绝缘等级决定。一般采用电阻法测量电机温升。
    5、动态温升
    电机在菜一频率下空载运行，按规定的运行时间进行工作，运行时间结束后电机所达到的温升叫动态温升。动态温升曲线见图3-5-7.

该曲线的负载转矩，电动机都可以直接启动。
  8、运行矩频特性
  电动机启动后，再缓慢地增加脉冲信号的频率．这时虽然已超过启动频率，但电动机仍能不失步地正常运行。在负载惯量及其他条件不变情况下，仍能正常运行的频率叫作运行频率。其与负载转矩的关系叫作运行矩频特性。如果负载再继续增加，电动机将会失步，见图3—5—9。运行频率随负载
转矩的增加而下降，运行矩频特性高于启动矩频特性，而且运行频率与电流参数、升频规律有关。
  9、惯频特性   
  启动频率与负载惯量的关系叫惯频特性，  见图3 5 10。

启动频率在负载转矩及其他条件不变的情况下，随着负载惯量的增加而下降。有时也可以根据空载时的启动频率，按下式计算出不同负载惯量的启动频率：  

    10、升降频时间
    从矩频特性可知，电动机随着运行频率增加，输出转矩减小，有时下降很多，给使用带来困难。样本上标出的最高运行频率不能全面代表电动机的快速响应指标。一般说来，如果很缓慢地增加频率，也就是升频符合规律，那么电动机能够在很高的频率下空载运行。电机从启动到最高运行频率中间要经过一个较长的加速阶段，如果时间过长将影响电机的平均速度。加速时间随负载惯量的增大而变长，当负载惯量超过转子惯量1．5倍时，加速时间将明显变长。这对快速工作系统极为不利，因此随着负载惯量的变化应调整升降频时间。电动机从启动频率到最高运行频率或从最高运行频率降到启动频率所需的时间，叫做升降频时间。