步进电机是电子设计中需要实现精度和可重复性的简单电机之一。 不幸的是，步进电机的构造对电机的速度限制较低，远低于电子设备驱动电机的速度。 当需要步进电机的高速运行时，随着许多因素开始出现，难以实施。
高速步进电机的因素
当步进电机以高速驱动时，有几个因素成为重要的设计和实施挑战。 像很多组件一样，步进电机的真实世界行为并不理想，与理论相去甚远。 步进电机的最大速度会因制造商，型号和电机电感而有所不同，速度可达1000-3000 RPM（对于更高的速度， 伺服电机是更好的选择）。 影响步进电机高速运转的主要因素是：
- 惯性 - 任何运动物体都具有抵抗物体加速度变化的惯性。 在低速应用中，可以以所需的速度开始驱动步进电机，而不会错过任何步骤。 然而，试图立即以高速驱动步进电机的负载是跳过步骤并失去位置的好方法。 除了惯性效应很小的非常轻的负载之外，步进电机必须从低速升高到高速以保持位置和精度。 先进的步进电机控制包括加速度限制和补偿惯性的策略。
- 扭矩曲线 - 步进电机的扭矩对于每个操作速度都不相同，但随着步进速度的增加而下降。 其原因是基于步进电机的操作原理。 步进电机的驱动信号在电机的线圈中产生磁场，以便产生力量来迈出一步。 磁场达到最大强度的时间取决于线圈的电感，驱动电压和电流限制。 随着行驶速度的增加，线圈保持最大强度的时间缩短，电机产生的扭矩也会减小。
- 驱动信号 - 为了使步进电机中的力最大化，驱动信号电流必须达到最大驱动电流，并且在高速应用中必须尽快完成。 用更高的电压信号驱动步进电机可以帮助改善高速时的转矩，这些转速会自动应用于恒流步进驱动器解决方案。
- 死区 - 电机的理想概念允许以任意速度驱动，并随着速度的增加而减小转矩。 不幸的是，步进电机通常有一个死区，电机不能以给定的速度驱动负载。 这是由于系统中的共振，并因每种产品和设计而异。
- 共振 - 步进电机驱动机械系统，所有的机械系统都会受到共振。 当驱动频率与系统的固有频率相匹配时，就会发生共振，并且添加到系统中的能量往往会增加其振动和扭矩损失，而不是其速度。 在过度振动会产生问题的应用中，查找和跳过谐振步进电机速度尤为重要。 即使可以忍受振动的应用也应尽可能避免共振，因为这会显着降低系统的使用寿命。
- 步长 - 步进电机有一些可用的驱动策略，包括微步，可以让电机制造出小于整个步长。 这些微小步骤不能提供更高的精确度（相当微小的步骤降低了精度），但它们确实使步进电机在较低速度下运行更安静。 步进电机只能被驱动得如此之快，电机在微步或全步中看不到任何不同。 为了全速运行，通常需要全步驱动步进电机。 但是，通过步进电机加速度曲线的微步进可显着降低系统中的噪音和振动。