揭秘伺服电机与步进电机旋转智慧的双重奏鸣
导语：步进电机是一种独特的机电装置，它能够直接将电脉冲转换为机械运动。通过精确控制施加在电机线圈上的电脉冲顺序、频率和数量，可以实现对步进电机的转向、速度和旋转角度的精确控制。在没有闭环反馈控制系统的情况下，步进电机与其配套驱动器组成一个开环控制系统，这样的设计既简单又经济实用。
基本结构和工作原理
步进电机的基本结构（如图1所示）
工作原理
步进电机驱动器根据外来的控制脉冲和方向信号，通过其内部逻辑电路，控制步进电机的绕组以一定时序正向或反向通電，使得電機正向/反向旋轉，或鎖定位置。在這種情況下，如果其中一相绕组的電流发生了變化，则電機將順著一個既定的方向旋轉一步( 1.8度)。當通過線圈繞組的電流按順序依次變化時，則電機會順著既定的方向實現連續旋轉，並且運行精度非常高。
两相步進電機有兩種繞組形式：雙極性與單極性。雙極性電機每相上只有一個繞組線圈，而單極性電機每相上有兩個絕對於同一相上的二個繞組線圈進行交替通訊励磁。因此，在双极性驱动模式下，由于每个绕组线圈为100%励磁，所以双极性驱动模式下的输出力矩比单极性驱动模式增加了约40%。
加速/减速运动控制：
双极型（2 相）步進馬達
单极型（2 相）步進馬達
图 3 步進馬達工作原理圖
特點：
• 精確位置控制：依照輸入脈衝數量確定軸轉動角度。
• 精確轉速控制：能夠實現精確調節並方便使用。
• 正転/逆転運動及急停功能：在整個速度範圍內都可以實現對力矩及位置有效控制。
• 在低轉速條件下精準位置控制：不需齿轮箱調節，即可平穩運行，並產生較大的力矩。
• 使用壽命長久：無刷設計保證了長期使用而不易損壞。
振動與噪音問題：
一般來說，在空載運行狀態下，當發生共振時會導致失業。如果要避免共振，可通過調整頻率避開共振區域；或者采用微分驅動模式提高分辨率，以降低振動並減少噪音。此外還可以通過調整負載或選擇合適之間隔驅動策略來降低噪聲問題。
結論：
總結來說，為了滿足不同應用的需求，不同類型的手段都被應用在技術中，比如微分驅動策略等，以此來改善性能并降低成本。但即使如此，這些優點仍然使得它們成為了一些應用中的首選，因為他們提供了一種經濟且具有高度精度的小尺寸運動解決方案。
