有反应式和索耶式两类。索耶式直线步进电动机由静止部分(称为反应板)和移动部分(称动子)组成。反应板由软磁材料制成,在它上面均匀地开有齿和槽。电机的动子由永久磁铁和两个带线圈的磁极A和B组成。动子是由气垫支承,以消除在移动时的机械摩擦,使电机运行平稳并提高定位精度。这种电机的高移动速度可达1.5米/秒,加速度可达2g,定位精度可达20多微米。由两台索耶式直线步进电动机相互垂直组装就构成平面电动机。
机电式步进电动机
机电式步进电动机由铁心、线圈、齿轮机构等组成。螺线管线圈通电时将产生磁力,推动其铁心心子运动,通过齿轮机构使输出轴转动一角度,通过抗旋转齿轮使输出转轴保持在新的工作位置;线圈再通电,转轴又转动一角度,依次进行步进运动。
磁电式步进电动机主要有永磁式、反应式和永磁感应子式3种形式。永磁式步进电动机由四相绕组组成。A相绕组通电时,转子磁钢将转向该相绕组所确定的磁场方向;A相断电、B相绕组通电时,就产生一个新的磁场方向,这时,转子就转动一角度而位于新的磁场方向上,被激励相的顺序决定了转子运动方向。永磁式步进电动机消耗功率较小,步矩角较大。
反应式步进电动机在定、转子铁心的内外表面上设有按一定规律分布的相近齿槽,利用这两种齿槽相对位置变化引起磁路磁阻的变化产生转矩。这种步进电动机步矩角可做到1°~15°,甚至更小,精度容易保证,起动和运行频率较高,但功耗较大,效率较低。
永磁感应子式步进电动机又称混合式步进电动机。是永磁式步进电动机和反应式步进电动机两者的结合,并兼有两者的优点。
步进电机驱动系统用在工业机器人上
对工业机器人关节驱动的步进电机,要求有最大功率质量比和扭矩惯量比、高起动转矩、低惯量和较宽广且平滑的调速范围。特别是像机器人末端执行器(手爪)应采用体积、质量尽可能小的步进电机,尤其是要求快速响应时,伺服步进电机必须具有较高的可靠性和稳定性,并且具有较大的短时过载能力。这是伺服步进电机在工业机器人中应用的先决条件。