步进电机的优缺点及应用领域

步进电机作为电子工业常见的电机驱动方式之一，也是小白初学电机首先接触到的电机，虽然进阶学习基本上是以伺服电机为主，但不可否认地是，步进电机有诸多优势，可以应用在部分领域，所以本文将盘点步进电机的优缺点及应用领域。  

步进电机的优缺点  

优点：  

①电机旋转的角度正比于脉冲数;  

②电机停转的时候具有最大的转矩(当绕组激磁时);  

③由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不会将一步的误差积累到下一步因而有较好的位置精度和运动的重复性;  

④优秀的起停和反转响应;  

⑤由于没有电刷，可靠性较高，因此电机的寿命仅仅取决于轴承的寿命;  

⑥电机的响应仅由数字输入脉冲确定，因而可以采用开环控制，这使得电机的结构可以比较简单且可控制成本;  

⑦仅仅将负载直接连接到电机的转轴上也可以极低速地同步旋转;  

⑧由于速度正比于脉冲频率，因而有较宽的转速范围。  

缺点：  

①如果控制不当容易产生共振现象;  

②难以运转到较高的转速;  

③难以获得较大的转矩;  

④在体积重量方面没有优势，能源利用率低;  

⑤超过负载时会破坏同步，高速工作时会发出振动和噪声。  

步进电机的应用领域  

①不仅电极必须加驱动才可以运转，驱动信号必须为脉冲信号，没有脉冲时，步进电机将静止。如果加入适当的脉冲信号，将以一定的角度(称为步进角)，转动的速度和脉冲的频率成正比。  

②腾龙版步进电机的步进角度为7.5度，一圈360度，需要48个脉冲完成。  

③步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性。  

④改变脉冲的顺序，可以方便地改变转动的方向。  

因此，目前打印机、绘图仪、机器人等设备都以步进电机为动力核心。

步进电机的特性  

1、精准的位置控制  

依照输入脉冲的数量，确定轴转动的角度。位置误差非常小(小于1/10度)，且不累积。  

2、精确的转速  

步进电机的转速取决于输入电脉冲的频率，可以实现精确控制和方便调节。因此被广泛地应用于各种运动控制领域。  

3、正向/反向转动，急停及锁定功能  

在整个速度范围内都可以实现对电机力矩和位置的有效控制，包括静力矩。在电机锁定状态下(电机绕组中存在电流，而外部没有旋转的脉冲指令输入)，仍然保持一定的力矩输出。  

4、低转速条件下的精准位置控制  

步进电机不需要借助齿轮箱的调节，就可以在非常低的转速下平稳运行，同时输出较大的力矩，避免了功率的损耗和角度位置偏差，同时降低了成本，节省了空间。  

5、更长的使用寿命  

步进电机的无电刷设计保证了电机的使用寿命很长。步进电机的寿命通常取决于轴承。  

振动与噪音  

一般来讲，步进电机在空载运行情况下，当电机的运行频率接近或等于电机转子的固有频率时会发生共振，严重的会发生失步现象。

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