揭秘伺服电机与普通电机步进电机的核心构造运行哲学及独特魅力
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开环控制。此外，由于其简便性和低成本，这些特性使得步进电机成为许多应用领域中不可或缺的一部分。
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，利用内部逻辑来管理步进 电机会以确定时序方式正向或反向通電，使得電機進行正向/反向轉動或者保持静止。当两相绕组都通電励磁時，電機軸將保持靜止並鎖定位置。在額定電流下能夠維持最大力矩。如果其中一相绕組發生變化，則會順著既定的方向旋轉一步( 1.8度)。同樣，如果是另外一項繞組發生變化則會順著與前者相反方向旋轉一步( 1.8 度)。
两相步進電機有兩種繞組形式：雙極性和單極性。雙極性的每個相上只有一個繞組線圈，而單極性的每個相上有兩個絕對顛覆的繞組線圈。在雙極性驅動模式下，因為每個相上的繞組線圈為100% 的励磁，所以双极性驱动模式下输出力矩比单极性驱动模式提高了约40%。
加速/减速运动控制：
双极型步進電機
单极型步進電機
图2: 步進 電機工作原理圖
关于步進 电機的一些特殊性能包括：
精准位置控制：依照输入脉冲数量决定轴转动角度。
精确转速：由输入频率决定，可以获得精确调节。
正向/反向转动及急停锁定功能：在整个速度范围内进行有效力矩及位置控制。
在低速条件下的精准位置操作：不需要齿轮箱调整，在低速运行时仍能输出较大力矩，同时降低成本并节省空间。
长寿命设计无刷技术保证长期使用而不会磨损轴承导致故障。
振动与噪音问题解决方案：
A 避免振荡区间
B 采用细分微steps 驱动策略
小结：
由于其经济实用且提供良好精度，因此在机械设计中广泛应用，如同步带轴直线移动以及滚珠丝杠轴旋转到直线移动等。此外，即使在日常生活中，如打印机、扫描仪、摄像头、ATM自动取款机以及3D打印设备等也广泛使用了这种技术。
