步進電機作為執(zhí)行元件，是機電一體化的關鍵產(chǎn)品之一, 廣泛應用在各種自動化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計算機技術的發(fā)展，步進電機的需求量與日俱增，在各個國民經(jīng)濟領域都有應用。作為電力人對步進電機的也不能僅限于認識而已，應該深入了解它的結構、基本原理以及應用，接下來小七將從三個方面帶大家全面認識步進電機。

　　PART1.

　　01

　　什么是步進電機

　　步進電機是一種直接將電脈沖轉化為機械運動的機電裝置， 通過控制施加在電機線圈上的電脈沖順序、 頻率和數(shù)量， 可以實現(xiàn)對步進電機的轉向、 速度和旋轉角度的控制。在不借助帶位置感應的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)的情況下、 使用步進電機與其配套的驅動器共同組成的控制簡便、 低成本的開環(huán)控制系統(tǒng)， 就可以實現(xiàn)精確的位置和速度控制。

　　02

　　基本結構和工作原理

　　基本結構：

　　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%。