中国电机50强解密步进电机的精髓剖析其结构工作原理与独特特性
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化为机械运动。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，步进电机可以实现对转向、速度和旋转角度的精确控制。在不使用闭环反馈控制系统的情况下，这种开环控制系统就能提供高精度的位置和速度控制。
基本结构与工作原理
步进电机基本结构（如图1所示）
工作原理
步进驱动器根据外部的控制信号，通过内部逻辑进行处理，以确定何时、何量力通入或从线圈中取出，从而使得相应的绕组产生磁场，使得马达沿着既定的方向旋转或者锁定。
以1.8度两相步进马达为例，当两个相同时励磁时，输出轴静止并保持位置。在适当流体下保持最大力矩后，如果其中一个相励磁方向发生变化，马达会顺着既定方向旋转一步。如果另一项相励磁方向发生变化，则朝着与前者不同方向旋转一步。当按照固定的顺序依次改变每个相励磁方向时，便可实现连续、高精度地移动。对于1.8度两相步进马达来说，一周需200个步骤。
两种常见形式：双极性和单极性。双极性的每一项只有一个绕组，而单极性的每一项有两个互补的绕组。当使用双极性模式，每次只需要八个电子开关来完成所有可能状态；而单极性模式则只需要四个开关。这导致了性能上的差异，其中双极性的输出力矩比单极性的要大约40%。
加速/减速运动调控：
2 相(双级) - 2 相(单级)
图 2 步行式伺服驱动原理
特点：
精准位置管理
精确速度调节
正向/反向运行及急停功能
长寿命设计
振动噪音问题解决方案：
A 避免共振区间
B 微分驱动策略
小结：
在机械工程中，我们经常利用这些技术，比如将它们用于同步带轴或滚珠丝杠轴以实现直线移动。此外，由于不需要反馈系统，因此经济实用且具有良好的性能。在生活中，如打印设备、扫描仪、摄像头以及自动提款机等许多应用都广泛采用了这种技术。
