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步進電機是一種特殊的控制電機。它的旋轉以一個固定的角度(稱為“步進角度”)一步一步地進行。其特點是無累積誤差(精度為100%)，因此廣泛應用于各種開環控制中。步進電機必須由電子設備驅動，即步進電機驅動器，它將控制系統發出的脈沖信號轉換成步進電機的角位移，或者每次控制系統發出脈沖信號，步進電機就通過驅動器旋轉一個步進角度。因此，步進電機的速度與脈沖信號的頻率成正比。因此，控制步進脈沖信號的頻率可以精確地給電機速度；通過控制步進脈沖的數量，可以精確定位電機。通過驅動細分驅動器減小步進電機的步距角。例如，當驅動器工作在10細分狀態時，步距角僅為“電機固有步距角”的十分之一，也就是說，當驅動器工作在無細分的全步距狀態時，控制系統發出步距脈沖，電機轉動1.8；細分驅動器工作在10個細分狀態時，電機只旋轉0.18，這是細分的基本概念。細分功能完全由驅動器通過精確控制電機相電流產生，與電機無關。
細分驅動器的主要優點是完全消除了電機的低頻振蕩。低頻振蕩是步進電機(尤其是無功電機)的固有特性，細分是消除低頻振蕩的唯一途徑。如果你的步進電機有時工作在共振區(比如走圓弧)，那么選擇細分驅動器是唯一的選擇。提高了電機的輸出轉矩。特別是三相無功電機，轉矩比不細分時提高30-40%左右。提高了電機的分辨率。提高電機的分辨率是不言而喻的，因為步進角度減小，步進均勻性提高。
以上是步進電機的基本原理。接下來，總結了步進電機驅動器設計和選型的實踐經驗：
選擇保持轉矩（HOLDINGTORQUE）
保持扭矩，也稱為靜態扭矩，是指步進電機通電但不旋轉時，定子鎖定轉子的扭矩。由于步進電機在低速運行時轉矩接近于保持轉矩，且步進電機的轉矩隨著速度的增加而迅速衰減，輸出功率也隨著速度的增加而變化，因此保持轉矩是衡量步進電機負載能力的重要參數之一。例如，當通常不加解釋地提及1Nm的步進電機時，可以理解保持轉矩為1Nm.
選擇相數
兩相步進電機成本低，步距角至少1.8度，低速時振動大，高速時轉矩下降快，適用于對精度和穩定性要求不高的高速場合；三相步進電機的步距角至少為1.5度，振動小于兩相步進電機，低速性能優于兩相步進電機，速度比兩相步進電機高30-50%，適用于對精度和穩定性要求高的高速場合。五相步進電機的步距角較小，低速性能優于三相步進電機，但成本較高，適合精度和穩定性要求較高的中低速級。
選擇步進電機
我們要遵循先選電機再選驅動器的原則，先明確負載特性，然后通過比較不同類型步進電機的靜態轉矩和轉矩-頻率曲線，找到匹配負載特性的步進電機；當精度較高時，應采用機械減速裝置，使電機工作在效率高、噪音低的狀態；避免使電機在振動區域工作，必要時通過改變電壓、電流或增加阻尼來解決；電源電壓方面，建議57臺電機采用DC 24V-36V，86臺電機采用DC 46V，110臺電機采用比DC高80V的DC。大慣性矩載荷應選用機架尺寸較大的電機；當慣性負載大，工作速度高時，電機應逐漸提高頻率和速度，防止電機失步，降低噪音，提高停機時的定位精度；鑒于步進電機的扭矩一般在40Nm以下，超過這個扭矩范圍，運行速度大于1000轉/分，應考慮伺服電機。一般來說，交流伺服電機可以正常運行在3000轉/分，DC伺服電機可以正常運行在10000轉/分。
選擇驅動器和細分數
好不要選擇全階狀態，因為全階狀態震動很大；盡量選擇電流小、電感大、電壓低的驅動器；為了獲得良好的高速性能，應使用較高工作電流的驅動器、需要低振動或高精度時的細分驅動器以及高扭矩電機的高壓驅動器。當電機實際轉速通常較高，對精度和穩定性要求不高時，不必為了節約成本而選擇細分數高的驅動器；在電機實際運行速度通常很低的情況下，應選擇較大的細分數，以保證運行平穩，減少振動和噪聲；總之，在選擇細分數時，要綜合考慮電機的實際運行速度、負載扭矩范圍、減速器設置、精度要求、振動和噪聲要求。
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