电机特征与电机控制
旋转
输入脉冲的顺序与电机轴旋转的方向直接相关。电机轴的旋转速度与输入脉冲的频率直接
相关。旋转角与所应用的输入脉冲的数量直接相关。 步进电机的最大速度可达到数
千 rpm。
功率
由于步进电机并不一定持续旋转，因此无额定功率。与其他电机相比，这种电机为小功率
设备。
力矩
力矩额定值可达到几十 牛米 Nm (38)。大部分步进电机的直径为几厘米，力矩为 几分之
一牛米 Nm。
步进角
在三种步进电机中可变磁阻步进电机的步进角最大，可达几度。混合型步进电机具有最高
分辨率。 它的最小步进角可为几十分之一度。
速度力矩特征
可用力矩为电机速度的函数，如速度与力矩曲线所示。 （图 74） 已经上电的步进电机在
保持位置具有相对较高的保持力矩额定值。正在运行的电机可提供的力矩较小，在某些高
速情况下力矩会降至零。 保持力矩由定子绕组的热限制确定。截止速度与最大速度
由电机的电磁设计所决定。
与伺服控制系统的对比
“步进电机与伺服电机的某些性能差异源自其各自的电机设计。步进电机的极数多于伺服
电机。与伺服电机相比，步进电机旋转一次要求进行更多次的绕组电流交换。与伺服电机
相比，步进电机的设计导致较高速度运行时力矩降低。相反，较大的极数使步进电机在速
度较低时在力矩上优于相同尺寸的伺服电机。
两种电机的另一个差异为受控方式。传统的步进电机以开环恒流模式运行。 不需要大部分
定位应用必需的编码器，因此这种模式可节约成本。但是，以恒流模式运行的步进电机系
统会使电机和传动器产生大量的热，这在某些应用中需要加以考虑。伺服控制的解决方法
是，只在电机需要移动或擎住负载时提供电流。伺服控制也可提供数倍于最大持续电机力
矩的峰值力矩用于加速。
相比伺服电机，步进电机的使用与维护更简单。步进电机更廉价，在小型电机应用中尤其
如此。如在设计限制内运行，步进电机不会出现失步，也无需使用编码器。步进电机在静
止时处于稳定状态，且能保持位置，不出现任何波动，特别是在带动态负载时表现优异。
伺服电机在要求速度大于 2,000 RPM 以及要求在高速下提供高力矩或要求快速动态响应
的应用中表现出色。步进电机在速度低于 2,000 RPM、低至中加速度以及要求高保持力
矩的情形中表现出色。”
总而言之，步进电机控制系统较为廉价， 适用于要求低至中加速度、高保持力矩以及灵活
的开环或闭环运行的应用领域。伺服控制系统最适合于涉及动态负载变化的高速、高力矩
应用。
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