步進馬達基本原理
工作原理：
一般馬達的定子為永磁體，當電壓流過轉子定子時，轉子定子形成一矢量磁場。該磁場會推動定子旋轉一角度，致使定子的一對磁場方向與轉子的磁場方向一致。當轉子的矢量磁場旋轉一個角度。定子也隨著該磁場轉一個角度。每輸入一個電脈沖，電動機轉動一個角度前進一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖數成反比、轉速與脈沖頻度成反比。改變定子通電的次序，馬達都會反轉。所以可用控制脈沖數目、頻率及電動機各相定子的通電次序來控制步進馬達的轉動。
發熱原理：
一般看到的各種馬達，內部都是有鐵芯和定子線圈的。定子有阻值，通電會形成耗損，耗損大小與內阻和電壓的平方成反比，這就是我們常說的銅損，假如電壓不是標準的直流或正弦波，就會形成紋波耗損;鐵心有磁滯渦流效應，在交變磁場中也會形成耗損，其大小與材料，電壓，頻度，電流有關，這叫串擾。銅損和占空比就會以發熱的方式表現下來，繼而影響馬達的效率。步進馬達通常追求定位精度和扭矩輸出，效率比較低，電壓通常比較大，且紋波成份高，電壓交變的頻度也隨怠速而變化，因此步進馬達普遍存在發熱情況，且情況比通常交流馬達嚴重。
步進馬達工作效率怎么
盡管步進馬達已被廣泛地應用，但步進馬達并不能像普通的直流馬達，交流馬達在常規下使用。它必須由雙環型脈沖訊號、功率驅動電路等組成控制系統方可使用。因而用好步進馬達卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業知識。
怎樣使步進馬達的效率最大化
好多人在使用兩相步進馬達時發覺步進馬達的扭矩小，或達不到額定標稱的力矩值，只得加強步進馬達的規格和標稱電壓，以滿足動力要求。雖然有時并不是馬達的問題，而是在步進馬達選擇或驅動器工作電壓的設定上有不妥之處，沒有發揮出步進馬達的最大效率。
首先，從驅動器方面考慮，目前大多數兩相步進馬達的驅動器是采用全橋輸出的四線接法，假如兩相步進馬達也是四線的，驅動器根據馬達的標稱電壓設定，應當說是正確的，但是效率最高，輸出扭矩才能達到最大值，新型步進馬達大多是這些方式的。
初期生產的步進馬達，多是兩相六線制的(四組兩對串聯線圈，每對有中心抽頭)，還有少量八線制的(四組兩對獨立線圈)。
是兩相六線制步進馬達有兩種接法，第一種是放棄中心抽頭接兩端，實際就是將每組的兩個相線圈串聯上去使用，馬達堵轉矩大和效率高些，而且高速性能差。第二種是接中心抽頭和一端，這些接法馬達高速性能好些，而且每相有一組線圈空閑，堵轉矩小和效率低些。目前大多是采用第一種接線方式。這就出現一個問題，兩相驅動器的電壓究竟應當設置多大正確，通常還都是按馬達標稱電壓值來設定，這就出現了上面提及的馬達效率問題。
通常步進馬達標明的電壓是相電壓(或內阻)，就是每組線圈的電壓值(或內阻)，假如兩相六線制步進馬達采用第一種接法，相當于將兩組線圈串聯上去，這么其每相內阻加強，額定工作電壓降低，雖然驅動器設置成標稱電壓也達不到各相的額定輸出值。所以在選用驅動器和步進馬達時要注意電壓匹配問題步進電機電流過大，正確的方式是將驅動器的輸出電壓設定為步進馬達額定相電流的0.7倍(也不是一般覺得串聯上去的電壓減半)。舉例，例如一個帶中心抽頭的兩相步進馬達，標稱電壓是3A，驅動器電壓應當設定為3除以0.7=2.1A，雖然選了3A的步進馬達，實際上它的功率相當于兩相四線制的2.1A步進馬達。
再聊聊八線制的步進馬達接法，也有兩種，第一種是將每兩組線圈串聯使用，這樣驅動器的電壓也是設定為馬達相電壓的0.7倍，這些接法馬達發熱量小，而且高怠速性能差些。第二種接法是將每兩組線圈并聯使用，驅動器的電壓設定為馬達相電壓的1.4倍，其優點是高怠速性能好些，然而馬達發熱量大，而且步進馬達有點氣溫是正常的，只要高于馬達的消磁氣溫就行，通常步進馬達的消磁氣溫在105度左右。
在使用輸出電壓早已預設的步進馬達驅動器(指兩相全橋輸出驅動器，如、A3977等高集成度驅動芯片)后，怎樣選用步進馬達很重要，假如你的驅動器是2A的，盡量選用兩相四線制2A的馬達，假如選用兩相六線制馬達，就要選標稱相電壓為2/0.7=2.9A(大概)的馬達。這樣能夠使驅動器的效率最大化。
假如選用的驅動器是推挽輸出(如、等驅動芯片)的，那只能接兩相六線制馬達，驅動器的電壓和馬達標稱電壓是一致的。不過這些驅動器目前極少用到，效率低。
對于六線和八線步進馬達，采用相線圈并聯，可以發揮最大的輸出扭矩，表現出挺好的動力性能，六線馬達是難以接成并聯方式的，實際早已在內部串聯上去了，串聯的公共端是中心抽頭。只有八線馬達的相線圈是可以并聯使用的。
倘若能將馬達后蓋打開，看一下里面的接線結構，是可以進行改動的，使六線馬達弄成八線馬達，這樣就可以并聯使用了，但不是所有的六線馬達都能轉制，只有能從馬達旁邊聽到連線接頭方式的可以改動，有的水泵是過孔接頭，轉制就須要一定的技術了。經轉制的步進馬達，原先串聯的也可以并聯使用，并聯使用時相電壓是原先的1.4倍，高速運轉性能大大提升，力矩也提升不少。對于步進馬達和驅動器的使用，應當注意發揮其最佳療效，何必一味追求高價格和大電壓，追求高速率，應當認真估算一下機器的荷載，瞧瞧究竟須要多大的力矩和速率，否則即使驅動器和馬達都選得很大，而且其療效并沒有發揮下來，速率也不應追求偏低，實際加工過程中，機器進刀量通常不大(受制于機械結構、刀具及加工材料材質)，速率高了也用不上。
馬達和驅動器做好匹配可以省錢省力，達到事半功倍的療效。
增強步進馬達減速機工作效率的有效方式
在工業生產中不僅質量外，生產效率是最重要的，由于它直接影響著公司的利益，所以，提升設備工作效率是十分有必要的，下邊是提升步進馬達減速機工作效率的方式：
1、步進馬達減速機加工精度提升到ISO5-6級;
2、使步進馬達減速機結構設計更合理;
3、使得步進馬達減速機的軸承質量和壽命提升;
4、理論知識的日趨健全，更接近實際(如蝸桿硬度估算方式、修形技術、變形估算、優化設計方式、齒根圓掠過渡、新結構等)。
步進馬達選型的步驟與技巧
1、步進馬達力矩的選擇步進馬達的保持力矩，近似于傳統馬達所稱的“功率”。其實，有著本質的區別。步進電動機的化學結構，完全不同于交流、直流馬達，馬達的輸出功率是可變的。一般按照須要的扭矩大小(即所要推動物體的力矩大小)，來選擇哪種機型的馬達。大致說來，扭矩在0.8N.m以下，選擇20、28、35、39、42(馬達的機身半徑或方度，單位：mm);扭矩在1N.m左右的，選擇57馬達較為合適。扭矩在幾個N.m或更大的情況下，就要選擇86、110、130等尺寸的步進馬達。
2、步過馬達怠速的選擇對于馬達的怠速也要非常考慮。由于，馬達的輸出扭矩，與怠速成正比。就是說，步進馬達在低速(每分鐘幾百轉或更低怠速，其輸出力矩較大)，在高速旋轉狀態的扭矩(1000轉/分--9000轉)就很小了。其實，有些工況環境須要高速馬達，就要對步進電動機的線圈內阻、電感等指標進行評判。選擇電感稍小一些的馬達，作為高速馬達，才能獲得較大輸出扭矩。反之，要求低速大扭矩的情況下，就要選擇電感在十幾或幾十mH，內阻也要大一些為好。
3、步進馬達空載起動頻度的選擇步進馬達空載起動頻度，一般稱為“空起頻度”。這是購買馬達比較重要的一項指標。假如要求在頓時頻繁啟動、停止步進電機電流過大，但是，怠速在1000轉/分鐘左右(或更高)，一般須要“加速啟動”。假如須要直接啟動達到高速運轉，最好選擇反應式或永磁馬達。這種馬達的“空起頻度”都比較高。
4、步進馬達的相數選擇步進馬達的相數選擇，這項內容，好多顧客幾乎沒有哪些注重，大多是隨意訂購。雖然，不同相數的馬達，工作療效是不同的。相數越多，步距角就才能做的比較小，工作時的震動就相對小一些。大多數場合，使用兩相馬達比較多。在高速大扭矩的工作環境，選擇單相步進馬達是比較實用的。
5、針對步進馬達使用環境來選擇特種步進馬達才能防水、防油，用于個別特殊場合。諸如水下機器人，就須要放水馬達。對于特種用途的馬達，就要針對性選擇了。
6、根據您的實際情況能否須要特殊尺寸特殊尺寸的步進馬達，請和我們溝通，在技術容許的范圍內，加工訂貨。諸如，出軸的半徑、長短、伸出方向等。
7、如有必要最好與廠家的技術工程師進一步溝通與確認機型。
