在步进电机的三大类型（永磁式、混合式、可变磁阻式）中，永磁 (PM) 步进电机（或称“罐式”电机）以其结构简单、成本效益高和性能可靠而占据着重要地位。
它是一种将电脉冲信号转换为角位移的执行器，是许多日常和工业设备中实现自动化运动的经济型“主力军”。
1. 结构与工作原理
永磁步进电机的核心在于其“永磁”二字。
- 转子 (Rotor): 它的转子就是一块永磁体。与混合式步进电机（转子带有精细齿槽）不同，PM 电机的转子结构要简单得多。它通常是一个圆柱形磁铁，被轴向充磁，并形成多个（例如 2、4 或 6 个）交替的 N 极和 S 极。
- 定子 (Stator): 定子由多个带线圈的“极爪”构成，这些极爪在机械上相互错开，以精确控制磁场的引导。
- 工作原理： PM 步进电机的工作原理是直接的磁极吸引与排斥。当驱动器为定子线圈通电时，会产生一个电磁场（N 极或 S 极）。这个电磁场会立即吸引或排斥转子上的永磁极点，迫使转子旋转一个固定的“步距角”，直到转子磁极与通电的定子磁极对齐为止。
2. PM 步进电机的核心优势与特性
了解 PM 步进电机的特性，有助于您将其用在最合适的应用中。
优势一：极高的成本效益
这是 PM 步进电机最大的优势。其转子结构简单，不需要混合式电机那样复杂的精密加工，定子也常采用冲压成型的“罐式”结构。这使得它在大批量生产中具有极低的制造成本。
优势二：高定位扭矩 (Detent Torque)
由于转子本身就是一块强力磁铁，永磁步进电机在**未通电（断电）**的状态下，依然能提供非常强大的“定位扭矩”。转子会“卡”在最接近的磁阻最小位置。这在某些应用中（如需要断电保持位置）非常有用。
优势三：良好的扭矩与响应
在低速范围内，PM 步进电机能提供良好的保持扭矩和动态扭矩。它的响应灵敏，非常适合简单的启动-停止任务。
优势四：可靠与简单
作为一种无刷设计，它没有电刷磨损，寿命长且免维护。同时，它对驱动电路的要求不高，使用简单的整步或半步驱动器即可获得良好性能。
3. 应用考量
- 步距角（分辨率）： PM 步进电机的一个关键特征是其步距角通常较大。常见的步距角包括 7.5°、15°、18° 甚至 90°。
- 适用场景： 这决定了 PM 步进电机并非用于 CNC 机床这类的高精度定位，而是完美适用于那些不需要极高分辨率，但需要可靠、低成本运动控制的应用。
结论与应用
永磁 (PM) 步进电机是步进技术中的“经济型工作马”。当您的产品需要可靠的步进运动，但又对成本高度敏感时，PM 步进电机是理想的解决方案。
常见应用领域：
- 办公设备： 打印机、扫描仪、传真机的纸张输送
- HVAC： 暖通空调系统中的阀门执行器、风门控制
- 医疗设备： 小型蠕动泵、分析仪器
- 消费电子： 摄像头云台、小型机器人