步進(jìn)電動機(jī)又稱脈沖電動機(jī)，是將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的機(jī)電執(zhí)行元件。使用多相步進(jìn)電動機(jī)時，單路電脈沖信號可通過脈沖分配器轉(zhuǎn)換為多相脈沖信號，經(jīng)功率放大后分別送人步進(jìn)電動機(jī)各相繞組。每輸入一個脈沖到脈沖分配器，電動機(jī)各相的通電狀態(tài)就發(fā)生變化，轉(zhuǎn)子就會轉(zhuǎn)過一個角度，這個角度稱為步距角。步進(jìn)電動機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2.18所示，步進(jìn)電動機(jī)原理結(jié)構(gòu)如圖2.19所示。

  步進(jìn)電動機(jī)的分類為①按照轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生原理分類反應(yīng)式、永磁式、混合式②按照定子數(shù)目分類單定子、雙定子、多定子③按照定子勵磁相數(shù)分類三相、四相、五相、六相④按照各相繞組的分布規(guī)律分類∶垂軸式、順軸式。

  常用的步進(jìn)電動機(jī)中比較如下①反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)采用高導(dǎo)磁材料構(gòu)成齒狀轉(zhuǎn)子和定子，定子上嵌有線圈，其結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低，步距角可以做得相當(dāng)小，但動態(tài)性能相對較差。由于定子與轉(zhuǎn)子均不含永久磁鐵，故無勵磁時沒有保持力。②永磁式步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)子采用永久磁鐵，定子采用軟磁鋼制成，繞組輪流通電，建立的磁場與永久磁鐵的恒定磁場相互吸引與排斥產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，它的出力大，動態(tài)性能好。由于轉(zhuǎn)子磁鐵的磁化間距受到限制，難于制造，故步距角較大。由于采用了永久磁鐵，即使定子繞組斷電也能保持一定轉(zhuǎn)矩。永磁式步進(jìn)電動機(jī)勵磁功率小、效率高、造價便宜、需要量大。③混合式步進(jìn)電動機(jī)是永磁式步進(jìn)電動機(jī)和反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)的復(fù)合體，其轉(zhuǎn)子采用齒狀的稀土永磁材料，定子為齒狀的突起結(jié)構(gòu)，其綜合了反應(yīng)式和永磁式兩者的優(yōu)點(diǎn)，步距角小，出力大，效率高，動態(tài)性能好，是性能較好的步進(jìn)電動機(jī)。

  對于步進(jìn)電動機(jī)，轉(zhuǎn)子的角位移及轉(zhuǎn)速分別與輸入脈沖數(shù)及頻率成正比，并在時間上與輸入脈沖同步。因此，控制輸入脈沖數(shù)可以控制機(jī)械位移，控制輸入脈沖的頻率就可以控制電動機(jī)轉(zhuǎn)速，另外，控制定子繞組的通電順序可以控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向，這些都易于用微機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。

  步進(jìn)電動機(jī)的特點(diǎn)是可以用數(shù)字信號直接進(jìn)行開環(huán)控制，使得整個運(yùn)動控制系統(tǒng)簡單、廉價。由于位移與輸入脈沖數(shù)相對應(yīng)，步距誤差不長期積累，可以組成結(jié)構(gòu)較為簡單又具有一定精度的開環(huán)控制系統(tǒng)，在要求高精度的時候，也可以組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。此外，由于無刷結(jié)構(gòu)，電動機(jī)本體部件少，不需要保養(yǎng)，可靠性高易于起動、停止，正反轉(zhuǎn)及速度響應(yīng)性好停止時可保持轉(zhuǎn)矩，有自鎖能力步距角可在大范圍內(nèi)選擇，在小步距情況下，通常可以在超低轉(zhuǎn)速下高轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定運(yùn)行，通常也可以不經(jīng)減速器直接驅(qū)動負(fù)載速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)，同時用一臺控制器控制幾臺步進(jìn)電動機(jī)，并使它們完全同步運(yùn)行。但是，步進(jìn)電動機(jī)帶慣性負(fù)載能力較差，由于存在失步和共振，步進(jìn)電動機(jī)的加減速方法根據(jù)利用狀態(tài)的不同而復(fù)雜化，超載時會破壞同步，高速工作時會發(fā)出振動和噪聲。

  步進(jìn)電動機(jī)選型時主要參考的性能指標(biāo)為①最大靜轉(zhuǎn)矩它表示了步進(jìn)電動機(jī)承受負(fù)載的能力。最大靜轉(zhuǎn)矩越大，其帶負(fù)載能力越強(qiáng)，運(yùn)行的快速性及穩(wěn)定性也越好②空載起動頻率是衡量步進(jìn)電動機(jī)快速性能的重要技術(shù)數(shù)據(jù)，如果脈沖頻率高于該值，電動機(jī)不能正常起動③起動矩頻特性起動頻率隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩下降的關(guān)系曲線稱為起動矩頻特性④空載運(yùn)行頻率⑤矩頻特性是衡量步進(jìn)電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時承載能力的動態(tài)性能指標(biāo)⑥靜態(tài)步距誤差空載時，以單脈沖輸入，步進(jìn)電動機(jī)的實(shí)際步距角與理論步距角之差，稱為靜態(tài)步距誤差。