步进电机基本原理 电机将电能转换成机械能，步进电机将电脉冲转换成特定的旋转运动。每个脉冲所产生的运动是精确的，并可重复，这就是步进电机为什么在定位应用中如此有效的原因。 永磁步进电机包括一个永磁转子、线圈绕组和导磁定子。激励一个线圈绕组将产生一个电磁场，分为北极和南极，见图 1 所示。定子产生的磁场使转子转动到与定子磁场对直。通过改变定子线圈的通电顺序可使电机转子产生连续的旋转运动。 图 2 显示了一个两相电机的典型的步进顺序。在第 1 步中，两相定子的 A 相通电，因异性相吸，其磁场将转子固定在图示位置。当 A 相关闭、B 相通电时，转子顺时针旋转 90°。在第 3步中，B 相关闭、A 相通电，但极性与第 1 步相反，这促使转子再次旋转 90°。在第 4 步中，A 相关闭、B 相通电，极性与第 2步相反。重复该顺序促使转子按 90°的步距角顺时针旋转。 图 2 中显示的步进顺序称为“单相激励”步进。更常用的步进方法是“双相激励”，其中电机的两相一直通电。但是，一次只能转换一相的极性，见图 3 所示。两相步进时，转子与定子两相之间的轴线处对直。由于两相一直通电，本方法比“单相通电”步进多提供了 41.1%的力矩，但输入功率却为 2 倍。半步步进 电机也可在转换相位之间插入一个关闭状态而走“半步”。这将步进电机的整个步距角一分为二。例如，一个 90°的步进电机将每半步移动 45°，见图 4。但是，与“两相通电”相比，半步进通常导致 15%～30%的力矩损失（取决于步进速率）。在每交换半步的过程中，由于其中一个绕组没有通电，所以作用在转子上的电磁力要小，造成了力矩的净损失。双极性绕组 双相激励介绍了利用一种“双极性线圈绕组”的方法。每相用一个绕组，通过将绕组中电流反向，电磁极性被反向。典型的两相双极驱动的输出步骤在电气原理图和图 5 中的步进顺序中进一步阐述。按图所示，转换只利用绕组简单地改变电流的方向，就能改变该组的极性。单极性绕组 另一常用绕组是单极性绕组。其一个电极上有两个绕组，这种联接方式为当一个绕组通电时，产生一个北极磁场；另一个绕组通电，则产生一个南极磁场。因为从驱动器到线圈的电流不会反向，所以可称其为单极绕组。该步进顺序见图 6 所示。该设计使得电子驱动器简单化。但是，与双极性绕组相比，其力矩大约少 30%，因为励磁线圈仅被利用了一半。共振 由于电机是一个弹性体系统，所以步进电机有一个固有谐振频...
