永磁电机深度解析揭秘其卓越的结构运行奥秘与独特优势
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，步进电机可以实现对其转向、速度和旋转角度的精确控制，无需闭环反馈控制系统即可实现高效的位置和速度控制。
基本结构与工作原理：
步进电机的基本结构（如图1所示）
工作原理
步进驱动器根据外来的控制脉冲和方向信号，通过内部逻辑电路来控制步进绕组以一定时序正向或反向通電，使得電機正向/反向旋轉，或保持静止并锁定位置。
以1.8度两相步進電機為例：當兩相绕组都通電励磁時，電機輸出軸將靜止並鎖定位置。在額定電流下使電機保持鎖定的最大力矩為保持力矩。如果其中一相绕组的电流发生了变向，则电机将顺着一个既定方向旋转一步( 1.8度)。同理，如果是另外一项绕组的电流发生了变向，则electric motor 将顺着与前者相反的方向旋转一步( 1.8 度)。当通过线圈绕组按顺序依次变向励磁时，则electric motor 将按照既定的方向实现连续旋转，每完成200个步骤，即可完成一次完整圆周移动。
两相步進電機有两种类型：双极性和单极性。双极性设计中，每个相仅有一个线圈，而单极性则每个相拥有两个具有不同极性的线圈。这影响了它们驱动方式以及电子开关数量需求，从而导致不同的性能表现，其中双极性模式提供更大的输出力矩，但也带来了额外开关成本。
加速减速运动控制：
双極型2 相 步進 電機
單極型2 相 步進 電機
图2展示了STEP 电机会如何根据输入信号进行精确地位移计算，并且不需要任何附加传感器就能提供高达0.01° 的精度，这是由于其独特的物理特征决定的一致准确无误差累积现象。此外，由于没有使用齿轮箱等传统调节设备，STEP 电机会在低速条件下仍然能够提供稳定的输出力矩，同时避免功率损失并降低成本空间利用效率。
最后，不同应用场景中可能会遇到共振问题，当运行频率接近或等于固有频率时会出现共振现象。为了解决这一问题，可以采取避免振动区或者采用微分细分模式，以提高每一步分辨率，从而降低振动并减少噪音。此外，还可以调整当前相关参数，如增加负载或改变速度-力矩曲线，以优化整个系统性能至最佳状态。
结论：
在现代机械设计中，STEP 电机会因其经济实用、高效操作，以及不需要复杂反馈系统就能获得较高精度之故，被广泛应用于各种自动化设备领域，如打印机、扫描仪、三维打印等。而这些技术优势使得它成为不可忽视的一个重要工具，为现代制造业带来了巨大的便利。
