解析步进电机精髓中国电机厂家排名前列者如何展现基本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，通过内部逻辑来决定何时正向或反向通電于绕组，以此实现指定方向或锁定。以1.8度两相步进为例，当两个绕组都被励磁时，输出轴保持静止并锁定；当其中一个绕组发生变向时，输出轴会沿着既定的方向旋转一步(1.8度)。连续按顺序变化每个绕组中的励磁方向，可以实现高精度连续旋转。
两相步进有双极性和单极性两种形式：
双极性模式，每相只有一个线圈，并需八个电子开关进行切换。
单极性模式，每相有两个互补的线圈，只需四个电子开关切换。
双极性模式因为每次励磁覆盖全程，因此其输出力矩比单极性增加约40%。
加速/减速运动控制
2 相(双极性)步进motor vs 2 相(单极性)step motor
特点：
精准位置控制：依据输入脉冲数确定轴位角，无累积误差，小于0.01°。
精确转速：可通过调整输入频率来获得精确调节和方便操作。
正反转动及急停功能：在整个速度范围内有效地管理力矩与位置，在锁定状态下仍维持一定力矩。
低速条件下的高准确率：无需齿轮箱，即可在低速运行中提供较大力的平稳运作，同时降低成本、空间需求并避免功耗偏差。
长寿命设计：无刷设计保证了长期使用，而寿命主要取决于轴承。
振动与噪音问题解决方案：
A. 避免共振区间 - 调整工作频率使其远离共振点；
B. 微分驱动 - 分割每一步成为多小步，以提高分辨率，从而降低振动。这可以通过调整当前流过相同一相上的两个同向线圈之间的比值来实现。此举不会增加总角度，但能让运行更平滑且噪音更小。当半步行驶时，将导致15%的小幅减少力矩，而采用正弦波激励则进一步降至30%。
总结：
在机械工程中，我们经常利用这些设备，比如同步带轴或滚珠丝杠轴将圆周运动改为直线运动。由于不需要反馈系统，使得它们非常经济实用且具有很好的性能。实际上，不仅仅是在工业领域，还可以在日常生活中找到它们，比如打印机、扫描仪、三维打印等设备都广泛应用了这些技术。
