步進(jìn)電機(jī)的特性分為靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。靜態(tài)特性:電機(jī)靜止時(shí)的角度變化特性。與位置的精度有關(guān)。動(dòng)態(tài)特性:馬達(dá)啟動(dòng)和旋轉(zhuǎn)時(shí)的特性。與響應(yīng)特性有關(guān)，受電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式的影響。

靜態(tài)特性。

通過恒定電流(額定電流)激勵(lì)馬達(dá)的同時(shí)，在馬達(dá)軸上施加外力形成角位移，角位移正常與矩t的關(guān)系稱為角度-矩特性或正常(圖1)。

圖1。

此時(shí)產(chǎn)生的最大扭矩稱為最大靜止扭矩(保持扭矩)。該參數(shù)一般在一相勵(lì)磁電流下測(cè)定，但也可根據(jù)需要測(cè)定二相勵(lì)磁電流下的相應(yīng)特性。是不使用驅(qū)動(dòng)電路就能測(cè)量的參數(shù)，是馬達(dá)本身的基本特性。

在步進(jìn)電機(jī)中，在斷電狀態(tài)下外力旋轉(zhuǎn)電機(jī)軸產(chǎn)生的最大扭矩稱為定位扭矩(無激勵(lì)磁維持扭矩)。其原理與無刷直流電機(jī)中的齒槽扭矩相同，但在步進(jìn)電機(jī)中，我們?cè)?jīng)很樂意利用它來抑制斷電狀態(tài)下轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，由于這一歷史原因，它通常被稱為定位扭矩。近年來，由于提高位置精度、減少振動(dòng)和噪音等需求，步進(jìn)電機(jī)制造多采用上述游標(biāo)法，該扭矩也越來越小。

步進(jìn)電機(jī)的最大的特點(diǎn)是，它能夠以一定角度步進(jìn)旋轉(zhuǎn)和停止，因此理想的步進(jìn) 電機(jī)每次停止都停在精確的步進(jìn)角位置上。然而，因?yàn)橹圃鞎r(shí)的機(jī)械尺寸精度等原因，電機(jī)的實(shí)際靜止位置和理論上的停止 位置總會(huì)存在一定誤差。用來表示電機(jī)在這方面的角度精度的度量值中，靜止角度誤差是最常見的。此外， 用另一種算法計(jì)算得到的步進(jìn)角誤差也會(huì)被用來衡量角度精度?！?靜止角度誤差（位置精度） 以一個(gè)隨機(jī)位置為原點(diǎn)，讓電機(jī)步進(jìn)旋轉(zhuǎn)一周（機(jī)械角 360°），按圖 2測(cè) 量每一步的實(shí)際靜止位置與理論停止位置之間的差值。然后，從正負(fù)兩個(gè)方向的最大差值求出誤差范圍，將其除以 2 就得到了用“± ○○°”表示的靜止角度誤差。此外， 也可以用這個(gè)值與基本步進(jìn)角的百分?jǐn)?shù)比“± □□ %”來表示誤差的大小——位置 精度。這里，θs 為理論靜止位置；Hmax 為滯后誤差；A 為單向旋轉(zhuǎn)時(shí)的靜止角度誤差 范圍；B 為正反雙方向的靜止角度誤差范圍。靜止角度誤差 = ± 靜止角度誤差范圍 / 2 步進(jìn)電機(jī)的角度精度通常在基本步進(jìn)角的 ±5% 左右。 

圖2。

◎步進(jìn)角誤差(相鄰角誤差)與靜止角誤差相同，使馬達(dá)旋轉(zhuǎn)一周，測(cè)量每次步進(jìn)轉(zhuǎn)中角位置的理論值和實(shí)際值的偏差，取其中正負(fù)雙方向各自的最大角度差，即步進(jìn)角誤差(相鄰角誤差)。

◎滯后誤差電機(jī)正反轉(zhuǎn)時(shí)，各位置的偏離角度不同，如圖3所示。我們把這個(gè)偏差稱為滯后誤差。一般來說，標(biāo)準(zhǔn)步進(jìn)電機(jī)的角度精度通常在基本步進(jìn)角±5%左右。對(duì)于高分辨率、基本步角減半的馬達(dá)，由于機(jī)械尺寸精度的平衡，其角度精度一般是普通馬達(dá)的2倍，基本步角±10%左右。

動(dòng)態(tài)特性是利用驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)的特性，這種特性受驅(qū)動(dòng)電路特性的影響，因此需要明確驅(qū)動(dòng)條件。步進(jìn)電機(jī)的典型動(dòng)態(tài)特性有速度-扭矩特性(扭矩-頻率特性)，相當(dāng)于普通電機(jī)的扭矩-扭矩特性(T-N特性)和啟動(dòng)時(shí)的瞬態(tài)響應(yīng)的階段性響應(yīng)特性。

步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于驅(qū)動(dòng)脈沖的頻率，因此速度-轉(zhuǎn)矩特性又稱轉(zhuǎn)矩-頻率特性。這一特性相當(dāng)于普通直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩特性。在普通直流電機(jī)轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩特性圖中，橫軸為轉(zhuǎn)矩，縱軸為轉(zhuǎn)速。但在步進(jìn)電機(jī)中，一般橫軸為脈沖頻率，縱軸為扭矩，如圖3所示。我們可以看到一個(gè)空載啟動(dòng)區(qū)，對(duì)電機(jī)施加這個(gè)范圍內(nèi)的頻率和扭矩，電機(jī)可以正常啟動(dòng)并同步旋轉(zhuǎn)。另外，在空載啟動(dòng)區(qū)運(yùn)行的馬達(dá)繼續(xù)增加扭矩和輸入頻率時(shí)，馬達(dá)可以看到不會(huì)失步的旋轉(zhuǎn)范圍。其上限頻率稱為最大響應(yīng)頻率。該特性隨著驅(qū)動(dòng)電路和負(fù)荷的旋轉(zhuǎn)慣性發(fā)生了很大變化。

圖3。

如圖4所示，當(dāng)一個(gè)輸入脈沖施加到步進(jìn)電機(jī)上時(shí)，它會(huì)顯示出階級(jí)性的反應(yīng)特性。馬達(dá)在輸入脈沖的作用下，向平衡位置移動(dòng)時(shí)，由于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)慣量而過度，因此為了平衡，它又反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)為旋轉(zhuǎn)慣量而下降……這樣往復(fù)，經(jīng)過一定的穩(wěn)定時(shí)間才能到達(dá)平衡位置。因此，步進(jìn)電機(jī)容易產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。對(duì)于連續(xù)的脈沖輸入，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)往往會(huì)提前或延遲。如果轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)跟不上輸入脈沖信號(hào)，就會(huì)失步。

圖4