
步进马达的种类依照结构来分可以分成三种:永久磁铁PM式(permanent magnet type)、可变磁阻VR式(variable reluctance type)、以及复合式(hybrid type)。
一、永久磁铁PM式(permanent magnet type)
PM式步进马达的转子是以永久磁铁制成,其特性为线圈无激磁时,由於转子本身具磁性故仍能产生保持转矩。PM式步进马达的步进角依照转子材质不同而有所改变,例如铝镍钴系(alnico)磁铁转子之步进角较大,为45°或90°,而陶铁系(ferrite)磁铁因可多极磁化故步进角较小,为7.5°及15°。
二、可变磁阻VR式(variable reluctance type)
VR式步进马达的转子是以高导磁材料加工制成,由於是利用定子线圈产生吸引力使转子转动,因此当线圈未激磁时无法保持转矩,此外,由於转子可以经由设计提高效率,故VR式步进马达可以提供较大之转矩,通常运用於需要较大转矩与精确定位之工具机上,VR式的步进角一般均为15°。
三、复合式(hybrid type)
复合式步进马达在结构上,是在转子外围设置许多齿轮状之突出电极,同时在其轴向亦装置永久磁铁,可视为PM式与VR式之合体,故称之为复合式步进马达,复合式步进马达具备了PM式与VR式两者的优点,因此具备高精确度与高转矩的特性,复合式步进马达的步进角较小,一般介於1.8°~3.6°之间,最常运用於OA器材如影印机、印表机或摄影器材上。
步进马达由微电脑控制器所控制,当控制讯号自微电脑输出後,随即藉由驱动器将讯号放大,达到控制马达运转的目的,整个控制流程中并无利用到任何回馈讯号,因此步进马达的控制模式为典型的闭回路控制(Close loop cONtrol)。闭回路控制的优点为控制系统简洁,无回馈讯号因此不需感测器成本较低,不过正由於步进马达的控制为开路控制,因此若马达发生失步或失速的情况时,无法立即利用感测器将位置误差传回做修正补偿,要解决类似的问题只能从了解步进马达运转特性着手。
所谓失速是指当马达转子的旋转速度无法跟上定子激磁速度时,造成马达转子停止转动。马达失速的现象各种马达都有发生的可能,在一般的马达应用上,发生失速时往往会造成绕组线圈烧毁的後果,不过步进马达发生失速时只会造成马达静止,线圈虽然仍在激磁中,但由於是脉波讯号,因此不会烧毁线圈。