一、步進電機工作原理

　　步進電機驅動器根據(jù)外來的控制脈沖和方向信號， 通過其內部的邏輯電路，控制步進電機的繞組以一定的時序正向或反向通電，使得電機正向/反向旋轉，或者鎖定。

　　以1.8度兩相步進電機為例：當兩相繞組都通電勵磁時，電機輸出軸將靜止并鎖定位置。在額定電流下使電機保持鎖定的最大力矩為保持力矩。如果其中一相繞組的電流發(fā)生了變向，則電機將順著一個既定方向旋轉一步( 1.8度)。

　　同理，如果是另外一項繞組的電流發(fā)生了變向，則電機將順著與前者相反的方向旋轉一步( 1.8 度)。當通過線圈繞組的電流按順序依次變向勵磁時，則電機會順著既定的方向實現(xiàn)連續(xù)旋轉步進，運行精度非常高。對于1.8度兩相步進電機旋轉一周需200步。

　　兩相步進電機有兩種繞組形式：雙極性和單極性。

　　雙極性電機每相上只有一個繞組線圈，電機連續(xù)旋轉時電流要在同一線圈內依次變向勵磁，驅動電路設計上需要八個電子開關進行順序切換。單極性電機每相上有兩個極性相反的繞組線圈，電機連續(xù)旋轉時只要交替對同一相上的兩個繞組線圈進行通電勵磁。

　　驅動電路設計上只需要四個電子開關。在雙極性驅動模式下，因為每相的繞組線圈為100%勵磁，所以雙極性驅動模式下電機的輸出力矩比單極性驅動模式下提高了約40%。

　　二、步進電機如何按結構分類

　　步進電機是一種將電脈沖信號轉換成相應角位移或線位移的電動機。每輸入一個脈沖信號，轉子就轉動一個角度或前進一步，其輸出的角位移或線位移與輸入的脈沖數(shù)成正比，轉速與脈沖頻率成正比。因此，步進電動機又稱脈沖電動機。

　　步進電機從其結構形式上可分為反應式步進電機(VariableReluctance，VR)、永磁式步進電機PermanentMagnet,PM)、混合式步進電機(HybridStepping,HS)、單相步進電機、平面步進電機等多種類型,在我國所采用的步進電機中以反應式步進電機為主。

　　步進電機的運行性能與控制方式有密切的關系,步進電機控制系統(tǒng)從其控制方式來看,可以分為三類：開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)。半閉環(huán)控制系統(tǒng)在實際應用中一般歸類于開環(huán)或閉環(huán)系統(tǒng)中。

　　反應式：定子上有繞組、轉子由軟磁材料組成。結構簡單、成本低、步距角小，可達1.2°、但動態(tài)性能差、效率低、發(fā)熱大，可靠性難保證。

　　永磁式：永磁式步進電機的轉子用永磁材料制成，轉子的極數(shù)與定子的極數(shù)相同。其特點是動態(tài)性能好、輸出力矩大，但這種電機精度差，步矩角大(一般為7.5°或15°)。

　　混合式：混合式步進電機綜合了反應式和永磁式的優(yōu)點，其定子上有多相繞組、轉子上采用永磁材料，轉子和定子上均有多個小齒以提高步矩精度。其特點是輸出力矩大、動態(tài)性能好，步距角小，但結構復雜、成本相對較高。

　　按定子上繞組來分，共有二相、三相和五相等系列。最受歡迎的是兩相混合式步進電機，約占97%以上的市場份額，其原因是性價比高，配上細分驅動器后效果良好。該種電機的基本步距角為1.8°/步，配上半步驅動器后，步距角減少為0.9°，配上細分驅動器后其步距角可細分達256倍(0.007°/微步)。由于摩擦力和制造精度等原因，實際控制精度略低。同一步進電機可配不同細分的驅動器以改變精度和效果。

　　在我國所采用的步進電機中以反應式步進電機為主。步進電機的運行性能與控制方式有密切的關系，步進電機控制系統(tǒng)從其控制方式來看，可以分為以下三類：開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)。半閉環(huán)控制系統(tǒng)在實際應用中一般歸類于開環(huán)或閉環(huán)系統(tǒng)中。