由於步進電機及驅動器型號較多、種類較多，使用者在選擇時應有一定的講究，這樣才能以最優的效能、最低的價格選擇好自己所需的產品。

1. 首先確定步進電機拖動負載所需要的扭矩。

最簡單的方法是在負載軸上加一槓杆，用彈簧秤拉動槓桿，拉力乘以力臂長度既是負載力矩。或者根據負載特性從理論上計算出來。

由於步進電機是控制類電機，所以目前常用步進電機的最大力矩不超過45Nm，力矩越大，成本越高，如果您所選擇的電機力矩較大或超過此範圍，可以考慮加配減速裝置。

2. 確定步進電機的最高執行轉速。

轉速指標在步進電機的選取時至關重要，步進電機的特性是隨著電機轉速的升高，扭矩下降，其下降的快慢和很多引數有關，如:驅動器的驅動電壓、電機的相電流、電機的相電感、電機大小等等，一般的規律是：驅動電壓越高，力矩下降越慢;電機的相電流越大，力矩下降越慢。在設計方案時，應使電機的轉速控制在600轉/分或800轉/分以內，當然這樣說很不規範，可以參考〈矩-頻特性〉。

3. 根據負載最大力矩和最高轉速這兩個重要指標，再參考〈矩-頻特性〉，就可以選擇出適合自己的步進電機。

如果您認為自己選出的電機太大，可以考慮加配減速裝置，這樣可以節約成本，也可以使您的設計更靈活。要選擇好合適的減速比，要綜合考慮力矩和速度的關係，選擇出最佳方案。

4. 最後還要考慮留有一定的(如50%)力矩餘量和轉速餘量。

5. 可以先選擇混合式步進電機，如果由於價格因素，可以選取反應式步進電機。

6. 儘量選取細分驅動器，且使驅動器工作在細分狀態。

7. 選取時且勿走入只看電機力矩這一個指標的誤區，也就是說並非電機的扭矩越大越好，要和速度指標一起考慮。

8. 超小型驅動器和微型驅動器是靠外殼作為散熱器的，應固定在較大、較厚的金屬板上或外加風機散熱，如果沒有散熱條件，而驅動器又工作在轉速較低的場合(這時驅動器發熱較大)，可以選用帶風機的90型驅動器代替。

一、驅動模式的選擇

驅動模式是指如何將傳送裝置的運動轉換為步進電機的旋轉。

下圖所示的驅動模式包括了電機的加/減速時間，驅動和定位時間，電機的選型基於模式圖。

● 必要脈衝數的計算

必要脈衝數是指傳動裝置將物體從起始位置傳送到目標位置所需要提供給步進電機的脈衝數。必要脈衝數按下面公式計算：

● 驅動脈衝速度的計算

驅動脈衝速度是指在設定的定位時間中電機旋轉過一定角度所需要的脈衝數。 驅動脈衝數可以根據必要脈衝數、定位時間和加/減速時間計算得出。

（1）自啟動執行方式

自啟動執行方式是指在驅動電機旋轉和停止時不經過加速、減速階段，而直接以驅動脈衝速度啟動和停止的執行方式。

自啟動執行方式通常在轉速較低的時候使用。同時，因為在啟動/停止時存在一個突然的速度變化，所以這種方式需要較大的加/減速力矩。 自啟動執行方式的驅動脈衝速度計算方法如下

（2）加/減速執行方式

加//減速執行方式是指電機首先以一個較低的速度啟動，經過一個加速過程後達到正常的驅動脈衝速度，執行一段時間之後再經過一個減速過程後電機停止的執行方式。其定位時間包括加速時間、減速時間和以驅動脈衝速度執行的時間。

加/減速時間需要根據傳送距離、速度和定位時間來計算。在加/減速執行方式中，因為速度變化較小，所以需要的力矩要比自啟動方式下的力矩小。加/減速執行方式下的驅動脈衝速度計算方法如下：

二、電機力矩的簡單計算示例

必要的電機力矩＝（負載力矩+加/減速力矩）×安全係數

● 負載力矩的計算（TL）

負載力矩是指傳送裝置上與負載接觸部分所受到的摩擦力矩。步進電機驅動過程中始終需要此力矩。負載力矩根據傳動裝置和物體的重量的不同而不同。許多情況下我們無法得到精確的系統引數，所以下面只給出了簡單的計算方法。

負載力矩可以根據下面的圖表和公式來計算。

（1）滾軸絲桿驅動

（2）傳送帶/齒條齒輪傳動

（3）皮帶輪傳動

（4）實測方法

我們也可以透過這種方法得到負載力矩：用彈簧秤拉動滑輪慢慢轉動，此時彈簧秤會有一個讀數，這個數值就是所用力的大小（FB），然後乘以滑輪的半徑就可以得到負載力矩（如下式）。通常這種方法得到數值要比計算得到得結果要精確。

● 加/減速力矩的計算 （Ta）

加/減速力矩是用來加速或減速與電機相連的傳動裝置。根據加/減速時間和傳動裝置負載慣性慣量的不同，這個力矩會有很大的變化。因此，自啟動執行方式和加/減速執行方式的力矩會有一個較大的不同。加/減速力矩可以按下式計算：

三、步進電機驅動器工作模式

有三種基本的步進電機驅動模式：整步、半步、細分。其主要區別在於電機線圈電流的控制精度(即激磁方式)。

整步驅動

在整步執行中，同一種步進電機既可配整/半步驅動器也可配細分驅動器，但執行效果不同。步進電機驅動器按脈衝/方向指令對兩相步進電機的兩個線圈迴圈激磁(即將線圈充電設定電流)，這種驅動方式的每個脈衝將使電機移動一個基本步距角，即1.80度(標準兩相電機的一圈共有200個步距角)。

半步驅動

在單相激磁時，電機轉軸停至整步位置上，驅動器收到下一脈衝後，如給另一相激磁且保持原來相繼處在激磁狀態，則電機轉軸將移動半個步距角，停在相鄰兩個整步位置的中間。如此迴圈地對兩相線圈進行單相然後雙相激磁步進電機將以每個脈衝0.90度的半步方式轉動。所有雷賽公司的整/半步驅動器都可以執行整步和半步驅動，由驅動器撥碼開關的撥位進行選擇。和整步方式相比，半步方式具有精度高一倍和低速執行時振動較小的優點，所以實際使用整/半步驅動器時一般選用半步模式。

細分驅動

細分驅動模式具有低速振動極小和定位精度高兩大優點。對於有時需要低速執行(即電機轉軸有時工作在60rpm以下)或定位精度要求小於0.90度的步進應用中，細分驅動器獲得廣泛應用。其基本原理是對電機的兩個線圈分別按正弦和餘弦形的臺階進行精密電流控制，從而使得一個步距角的距離分成若干個細分步完成。如上圖所示。例如十六細分的驅動方式可使每圈200標準步的步進電機達到每圈200*16=3200步的執行精度(即0.1125°)。

四、經驗性選型

保持轉矩：亦稱為最大靜轉矩。指額定電流下轉速為零時，外力迫使轉子轉動所需的力矩。保持轉矩與驅動電壓及驅動電源等無關。步進電機在低速時的力矩接近保持轉矩。由於步進電機的輸出力矩和功率隨速度增大而不斷變化，所以保持轉矩是衡量步進電機最重要的引數之一。雖然保持轉矩與電磁激磁安匝數成正比，與定齒轉子間的氣隙有關。但過份採用減小氣隙，增加激磁安匝來提高靜力矩是不可取的，這樣會造成電機的發熱及機械噪音。保持轉矩的選型確定步進電機的動態力矩一下子很難確定，往往先確定電機的靜力矩。靜力矩選擇的依據是電機工作的負載，而負載可分為慣性負載和摩擦負載二種。單一的慣性負載和單一的摩擦負載是不存在的。階越（突然）起動時（一般由低速）時二種負載均要考慮，加速（斜坡）起動時主要考慮慣性負載，恆速執行進只要考慮摩擦負載。一般情況下，保持轉矩應為摩擦負載的2-3倍內好，保持轉矩一旦選定，電機的機座及長度便能確定下來。

1、電機的步距角取決於負載精度的要求，將負載的最小解析度（當量）換算到電機軸上，每個當量電機應走多少角度（包括減速）。電機的步距角應等於或小於此角度。目前市場上步進電機的步距角一般有0.36度/0.72度（五相電機）、0.9度/1.8度（二、四相電機）、1.5度/3度（三相電機）等。

2、步進電機的動態力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機的靜力矩。靜力矩選擇的依據是電機工作的負載，而負載可分為慣性負載和摩擦負載二種。單一的慣性負載和單一的摩擦負載是不存在的。直接起動時（一般由低速）時二種負載均要考慮，加速起動時主要考慮慣性負載，恆速執行進只要考慮摩擦負載。一般情況下，靜力矩應為摩擦負載的2-3倍內好，靜力矩一旦選定，電機的機座及長度便能確定下來（幾何尺寸）

3、進電機一般在較大範圍內調速使用、其功率是變化的，一般只用力矩來衡量，力矩與功率換算如下： P= Ω·M Ω=2π·n/60 P=2πnM/60 其P為功率單位為瓦，Ω為每秒角速度，單位為弧度，n為每分鐘轉速，M為力矩單位為牛頓·米 ，P=2πfM/400(半步工作），其中f為每秒脈衝數（簡稱PPS)

五、步進電機驅動器選型需要注意的引數

1、步進電機驅動器的電流

電流是判斷步進電機驅動器能力的大小，是選擇驅動器的重要指標之一，通常驅動器的最大電流要略大於電機標稱電流，通常驅動器有2.0A、3.5A、6.0A、8.0A等規格。

2、步進電機驅動器供電電壓

供電電壓是判斷驅動器升速能力的標誌，常規電壓供給有：24VDC、40VDC、80VDC、110VAC等。

3、步進電機驅動器的細分

細分是控制精度的標誌，透過增大細分能改善精度。細分能增加電機平穩性，通常步進電機都有低頻振動的特點，透過加大細分可以改善，使電機執行非常平穩。

4、控制訊號介面說明

差分式介面

很多步進電機驅動器採用差分式介面電路，內建高速光電耦合器 ，允許接收長線驅動器，集電極開路和PNP輸出電路的訊號，可適配各種控制器介面，包括各種PLC。建議用長線驅動器電路，抗干擾能力強。

單/雙脈衝模式

多數電機驅動器可以接收兩類脈衝訊號：一種為脈衝+方向形式(單脈衝)；一種為正脈衝+反脈衝(雙脈衝)形式。可透過驅動器內部的跳線器進行選擇。

脈衝訊號：一種為脈衝+方向形式(單脈衝)；一種為正脈衝+反脈衝(雙脈衝)形式。可透過驅動器內部的跳線器進行選擇。