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永磁式步进电机

永磁式步进电机（PM电机、Permanent Magnet）的转子使用永磁材料，通过转子和定子之间同性相斥异性相吸原理不断进行运转，一般为内转子型电机，圆柱形转子的外表面均匀分布着N、S极（外表面无齿）。永磁式步进电机一般为两相，扭矩和体积小，步进角一般为3.75度，7.5度，15度或18度等。鸣志永磁式步进电机（PM电机）广泛应用于许多创新应用，包括：办公设备，摄影系统，光电设备，阀门控制，ATM设备，数控机床，自动绕线机，仪器仪表和医疗设备。

什么是永磁式步进电机（PM电机）？

PM型转子一般为内转子型电机，圆柱形转子的外表面均匀分布N、S极。

基本结构

旋转电机

工作原理

示意图	步序图

工作原理 步进电机驱动器根据外来的控制脉冲和方向信号，通过其内部的逻辑电路，控制步进电机的绕组以一定的时序正向或反向通电，使得电机正向/反向旋转，或者锁定。以7.5度两相步进电机为例：当两相绕组都通电励磁时，电机输出轴将静止并锁定位置。在额定电流下使电机保持锁定的最大力矩为保持力矩。如果其中一相绕组的电流发生了变向，则电机将顺着一个既定方向旋转一步（7.5度）。同理，如果是另外一项绕组的电流发生了变向，则电机将顺着与前者相反的方向旋转一步（7.5度）。当通过线圈绕组的电流按顺序依次变向励磁时，则电机会顺着既定的方向实现连续旋转步进，运行精度非常高。对于7.5度两相步进电机旋转一周需48步。两相步进电机有两种绕组形式：双极性和单极性。双极性电机每相上只有一个绕组线圈，电机连续旋转时电流要在同一线圈内依次变向励磁，驱动电路设计上需要八个电子开关进行顺序切换。单极性电机每相上有两个极性相反的绕组线圈，电机连续旋转时只要交替对同一相上的两个绕组线圈进行通电励磁。驱动电路设计上只需要四个电子开关。在双极性驱动模式下，因为每相的绕组线圈为100%励磁，所以双极性驱动模式下电机的输出力矩比单极性驱动模式下提高了约40%。

速度-力矩曲线

速度-力矩曲线是步进电机输出特性的重要表现形式。

A. 工作频率点：电机在某一点的转速值。 n = q * Hz / (360 * D) Hz: 频率值 D: 驱动电路细分值 q: 步距角
B. 自启动区域：步进电机可以直接启动和停止的区域。
C. 连续运行区域：在该区域内，电机无法直接启动或停止。电机在该区域内运行必须先经过自启动区域，然后经过加速达到该工作区域运行。同理，电机在该区域内也无法直接制动，否则容易造成电机失步，必须先经过减速到达自启动区域内再制动。
D. 最高启动频率：空载情况下，已励磁电机直接启动而不丢步的最高脉冲频率。
E. 最高运行频率：空载情况下，已励磁电机运行而不丢步的最高脉冲频率。
F. 启动力矩/牵入力矩：已励磁电机能以某一固定的频率启动和同步运行而不丢步的最大转矩。
G. 运行力矩/牵出力矩：在规定的驱动条件下，按照给定脉冲频率，可加给已驱动电机转轴上而不是电机丢步的最大转矩。

PM电机、VR电机和HB电机它们有哪些不同点？

PM电机VR电机以及混合式步进电机性能参数的比较。

关于额定电流的选用

电机的额定电流是由电机的温升限定的。

25mm 永磁步进电机

微型永磁式直流步进电机，小尺寸，25mm直径，2相

型号	相数	转子惯量 (gcm²)	电机长度 (mm)	额定电流 (A)	保持力矩 (mNm)	绕线类型	重量 (kg)	价格(未税)
25PM024S0-00601	2	0.56	12.5	0.5	10	Bi-Polar	0.03	¥128.00
25PM024S0-01602	2	0.56	12.5	0.32	11	Bi-Polar	0.03	¥128.00
25PM024L6-00801	2	0.85	17	0.47	17	Bi-Polar	0.039	¥134.00
25PM024L6-01401	2	0.85	17	0.35	18	Bi-Polar	0.039	¥134.00

35mm 永磁步进电机

永磁式步进电机，小尺寸，35mm直径，2相

型号	相数	转子惯量 (gcm²)	电机长度 (mm)	额定电流 (A)	保持力矩 (mNm)	绕线类型	重量 (kg)	价格(未税)
35PM024S8-00502	2	2.9	15.3	0.6	22	Bi-Polar	0.07	¥136.00
35PM024S8-01201	2	2.9	15.3	0.38	22	Bi-Polar	0.07	¥136.00
35PM024S8-08001	2	2.9	15.3	0.15	22	Bi-Polar	0.07	¥136.00
35PM024L8-00502	2	4.65	21.3	0.63	42	Bi-Polar	0.09	¥142.00
35PM024L8-01202	2	4.65	21.3	0.4	42	Bi-Polar	0.09	¥142.00
35PM024L8-07501	2	4.65	21.3	0.16	36	Bi-Polar	0.09	¥142.00

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对比项	永磁式步进电机（PM电机）	变磁阻式步进电机（VR电机）	混合式步进电机（HB电机）
价格	相对便宜	中等	相对较贵
设计结构	中等	简单	相对复杂
分辨率	步进角： 3°~30°	步进角：1.8°, 0.9° 或者更小	步进角：1.8°, 0.9° 或者更小
矩频曲线	低速大力矩，高速时扭矩下降明显	高速时力矩下降不明显	低速大力矩，高速力矩下降明显（其他条件相同的情况下，同一速度下力矩最大）
噪音	噪音低	噪音高	噪音低（使用微步细分后效果更好）
发热	低温升	温升高（需要散热片）	低温升
微步细分	整步、半步或微步	一般只能整步运转	整步、半步或微步
转子材料	铁氧体或钕铁硼等永磁材料	硅钢片或电工纯铁棒(没有永磁材料)	钕铁硼等永磁材料
转子表面	光滑无齿	转子外表面为多齿结构	转子外表面为多齿结构
磁性吸引转矩和排斥转矩	运转时既产生吸引转矩又产生排斥转矩	只产生吸引转矩	运转时既产生吸引转矩又产生排斥转矩