在機械設(shè)計中，我們經(jīng)常用到步進電機。

比如，用步進電機驅(qū)動同步帶軸，實現(xiàn)直線運動。

再比如，用步進電機驅(qū)動滾珠絲杠軸，也可以把旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動。

因為不需要反饋系統(tǒng)，所以步進電機的最大優(yōu)點是，低成本下可以獲得不錯的精度。

其實，除了機器中的運動平臺，生活中也可以發(fā)現(xiàn)步進電機的存在。

比如打印機，掃描儀，相機，ATM機，3D打印機等等。

步進電機的應(yīng)用（不包括圖中機器人）

那么，步進電機的原理是什么？

用一句話來說就是：給定子中的一組或多組線圈輪流通電，線圈中的電流產(chǎn)生磁場，轉(zhuǎn)子為了尋找新的平衡位置，自動調(diào)整它的位置，對其磁場，從而實現(xiàn)運動。

你可能會說，所有電機都是這個原理，哈，沒錯，那么關(guān)于具體細節(jié)，我們后面慢慢用圖來說。

其實此前，我對步進電機的原理了解得也不是很多，不過最近好像對各類電機有點上癮，所以特地多了解了一些，畢竟，我們時時刻刻都會和電機打交道。

了解了之后，這不趁今天周末，我就來分享一下。

但是因為我不是做電機的，所以若有不妥，或者不完善之處，還希望業(yè)內(nèi)人士能夠在留言區(qū)指出，補充。

今天的主要內(nèi)容包括：步進電機的種類，構(gòu)造，原理，步進電機的滿步半步微步控制方法，步進電機的速度扭矩特性，以及步進電機的優(yōu)缺點等。

1.步進電機的類型

和其他類型的電機一樣，步進電機也是由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。

在步進電機中，定子主要負(fù)責(zé)產(chǎn)生磁場，轉(zhuǎn)子負(fù)責(zé)跟隨磁場。

定子的主要特征包括相數(shù)，磁對數(shù)，以及線圈配置。

相數(shù)是獨立線圈的數(shù)目，而磁對數(shù)表示每一相會產(chǎn)生多少對磁場。

2相步進電機是最常使用的，而3相，5相不常用。

左圖是2相步進電機，右圖是3相步進電機定子示意圖

左圖是2相單磁對數(shù)定子，右圖是2相偶磁對數(shù)定子，字母N和S表示當(dāng)A+和A-通電時，定子產(chǎn)生的磁場。

因為步進電機的構(gòu)造會影響步距，速度，扭矩，以及控制方式。

所以，接下來我先說說幾種不同步進電機的構(gòu)造。

它們的區(qū)別主要在于轉(zhuǎn)子是怎么做的。

（1）永磁式轉(zhuǎn)子（Permanent Magnet＝PM）

第一種，永磁式轉(zhuǎn)子，這種是最簡單，也是最便宜的。

它的結(jié)構(gòu)如下圖，中間的轉(zhuǎn)子是用永磁鐵做成。

當(dāng)定子線圈通電產(chǎn)生磁場，轉(zhuǎn)子磁鐵自動對齊磁場，跟隨旋轉(zhuǎn)。