步进电机的型号种类繁多，根据结构、工作原理、相数、步距角、尺寸规格等不同，可以分成很多类型。最常见和实用的分类方式如下：

1. 按内部结构和驱动原理分类（最核心的分类）

• 永磁式步进电机：

  • 特点： 转子采用永磁材料（如磁钢）制造，定子绕组通电产生磁场，吸引或排斥转子使其步进旋转。
  • 优点： 结构相对简单，制造成本较低，启动力矩相对较大。
  • 缺点： 步距角通常较大（如7.5°、15°、45°等），精度和分辨率相对较低，高速性能相对较差。易失步。
  • 应用： 对精度要求不高、低速、成本敏感的应用，如简单的指针式仪表、玩具、小型风扇等。现在已较少用于需要精密控制的主轴驱动。

• 反应式步进电机：

  • 特点： 转子由软磁材料（如硅钢片）制成齿状，本身没有磁性。定子通电产生磁场，通过磁阻最小原理（磁通总是沿磁阻最小路径闭合）驱动转子齿与定子磁极对齐。也叫磁阻式步进电机。
  • 优点： 结构简单，转子惯量小，高速响应性能好，可做到很小步距角（如0.9°、1.8°）。
  • 缺点： 通常没有保持力矩（或很小），断电后转子自由；容易发热；效率相对低；启动力矩和力矩随速度下降较快。
  • 应用： 在高速扫描设备、专用机床等场合仍有应用，但在通用伺服控制领域已被混合式广泛取代。

• 混合式步进电机：

  • 特点： 这是目前绝对主流的类型。 结合了永磁式和反应式的优点。转子也带有永磁体，同时表面加工了与定子一样多的齿槽（或极对）。定子通常有多相绕组。
  • 优点：
    • 精度高，步距角小（标准1.8°，半步0.9°，细分可更小）。
    • 启动力矩大，动态性能好（较反应式）。
    • 保持力矩大（断电后仍能保持位置，靠永磁体）。
    • 高速性能相对较好。
    • 控制精度和分辨率高。
  • 缺点： 结构较复杂，成本相对永磁式稍高。
  • 应用： 工业自动化中应用极其广泛： CNC机床、3D打印机、激光切割机、雕刻机、机器人关节驱动、精密仪器、电子设备（光驱、扫描仪）、医疗器械、纺织设备、包装机械、自动门、ATM机等等。几乎你能想到的需要精密位置控制的中小型设备都可能用到它。

2. 按相数分类

• 两相步进电机： 最常见的混合式步进电机相数，定子通常有4组线圈（或4对极），需要H桥（两相双极驱动）或中心抽头单极驱动方案。步距角通常1.8°（整步）或0.9°（半步）。
• 三相步进电机： 定子有3组独立的绕组。相比两相，在相同尺寸下通常具有更平稳的低速运行性能、更低的振动和噪声，以及可能更高的效率，尤其在低速大力矩场合。但驱动电路相对复杂。步距角常见有1.2°（整步）。
• 四相步进电机： 结构上可以看作是将两相电机的单线圈拆成双线圈，但通常可以等效为两相驱动（通常使用单极驱动方案）。步距角同样有1.8°或0.9°。
• 五相步进电机： 定子有5组独立的绕组。主要优点是：分辨率更高（步距角小，如0.72°整步），运行极其平稳，振动噪声非常小，力矩波动小，尤其在低速区。但驱动极其复杂（需要5个H桥），成本高昂。主要用于对超低振动和超高分辨率有严格要求的特殊场合（如高端光学设备、精密测量设备）。

注意： 市场上“四相”步进电机通常指物理上有4个绕组，但标准驱动方式（单极或双极）下仍然视为两相。三相和五相则是独立的相数分类。

3. 按步距角（分辨率）分类

• 常规型： 最常见。两相混合式电机整步（Full Step）为1.8° (每转200步)。
• 高分辨率型： 两相混合式电机通过特殊设计可以达到整步0.9° (每转400步)，通常也称为半步为0.9°的电机在“整步模式”下的版本。三相通常有1.2°。
• 细分驱动模式： 重要！ 以上步距角是指电机本体在基本驱动模式（整步/半步）下的角度。通过步进驱动器采用细分驱动技术，可以将一个基本步距角细分成多个微小步距（如1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128, 1/256等）。*一个标准的1.8°电机，在256细分驱动器驱动下，每转可以达到 200步 256 = 51200步，等效步距角为 360° / 51200 ≈ 0.007°**。细分驱动可以显著提高运行平滑性、降低振动噪声，但力矩在细分位置略有下降。

4. 按绕组连接/驱动方式分类

• 单极步进电机： 每相（或每组线圈）有一个中心抽头。驱动时电流只需在半个线圈中单向流动（通过功率开关管控制方向）。驱动电路相对简单（功率开关数量少），但力矩约为同尺寸双极电机的70%左右（因为同一时刻只有部分线圈被利用）。
• 双极步进电机： 每相是一个独立绕组，没有中心抽头。驱动电流需要在绕组中双向流动，必须使用H桥电路。驱动电路相对复杂（功率开关数量多），但可以充分利用绕组，力矩最大。绝大多数的混合式步进电机，尤其是高性能和大功率的，都设计为双极连接或兼容双极驱动（单极电机也可以改接为双极驱动）。

  核心区别： 单极电机通过中心抽头实现电流单向流动（驱动管简单）；双极电机需要H桥来实现电流双向流动（驱动管多但力矩大）。物理结构上单极通常有6或8根引线（两相6线/8线），双极通常有4根引线（两相4线），但也有兼容型的（如6线/8线电机可通过接线方式用于单极或双极驱动）。

5. 按外观尺寸和力矩等级分类（常见命名方式）

行业中常以电机机座尺寸（底座法兰外径/尺寸代号）和力矩等级来区分型号：

• NEMA（美国电气制造商协会）标准尺寸：

  • NEMA 11： 尺寸约28mm x 28mm，较小力矩（常 < 0.2 Nm）。
  • NEMA 14： 尺寸约35mm x 35mm，小力矩。
  • NEMA 17： 最常见尺寸之一，尺寸约42mm x 42mm，力矩范围广（0.2 Nm 到 1.0+ Nm）。
  • NEMA 23： 非常主流，尺寸约57mm x 57mm，力矩适中到较大（0.5 Nm 到 3.0+ Nm），应用极广。
  • NEMA 24： 尺寸约60mm x 60mm，介于N23和N34之间。
  • NEMA 34： 较大型，主流之一，尺寸约86mm x 86mm，力矩较大（1.0 Nm 到 8.0+ Nm）。
  • NEMA 42/43： 大型，尺寸约110mm x 110mm 或更大，大力矩（ > 5.0 Nm）。

• 公制尺寸命名（常用毫米表示法兰尺寸）：

  • 20mm, 28mm: 类似NEMA8/11。
  • 42mm: 等同于 NEMA 17。
  • 57mm, 60mm: 等同于 NEMA 23 / 24。
  • 86mm: 等同于 NEMA 34。
  • 110mm: 等同于 NEMA 42/43。
  • 130mm, 150mm: 更大尺寸的步进电机。

• 型号标识： 具体型号通常由 [尺寸][机身长度][力矩/电流标识] 组成。

  • 例如：
    • 17HS19-2004S1： 17(≈NEMA17), HS(混合式Hybrid Stepper)，19(机身长度约19mm)，2004(保持力矩0.4Nm，相电流峰值约2.0A)，S(版本/选项), 1(轴类型)。
    • 57HD3401-AB： 57(≈NEMA23), HD(型号系列)，34(机身长度约34mm)，01(特定力矩等级或电流标识)，AB(轴类型/选项)。
    • 86HSEA1560A: 86(≈NEMA34), HSE(型号系列)，A15(机身长度或批次)，60(电流或力矩标识)，A(选项)。
    • 110BYG350C： 110(尺寸)，BYG(永磁感应子式，相当于混合式)，350(机身长度或力矩标识)，C(选项)。

总结

• 在当今工业和自动化应用中，最常见、最主流的步进电机是 [双相混合式步进电机]，外观尺寸以 NEMA17(42mm), NEMA23(57mm/60mm), NEMA34(86mm) 为主。
• 选择时，最核心的考虑因素是：所需力矩（尤其起动力矩和运行力矩）、需要的速度和精度（分辨率，由步距角和细分驱动决定）、尺寸空间限制、成本预算。
• 三相和五相步进电机因驱动复杂和成本高，主要在对平稳性和超低振动有极致要求时才考虑。
• 永磁式基本被混合式取代；反应式主要用于特殊的高速场合。

当谈论“步进电机型号”时，通常指的是具有特定 机座尺寸（NEMA17/23/34等）、机身长度、力矩、电流、轴类型等参数 的具体型号（如 57HS22-1000）。但在分类层面上，理解其结构（混合式为主）、相数（两相为绝对主流）、驱动方式（双极力矩最大）、尺寸（NEMA17/23/34最常用） 是更基础和重要的。