揭秘电动机六大分类深度剖析步进电机的构造运行原理与独特特性
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简便且低成本的解决方案。
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部输入的控制脉冲和方向信号，通过其内部逻辑来控制绕组，以一定时序正向或反向通电，使得电机产生正向/反向旋转或者锁定。以1.8度两相步进電機為例，当两相绕组都通電励磁時，電機將保持静止并锁定位置。在额定条件下使得每相绕组同时变化方向，则会产生一个既定的方向移动一步( 1.8度)。当按照预设顺序依次变化其中一相或另一项绕组中的励磁时，便可实现连续旋转，并保证运行精度极高。
两相步進電機有兩種繞組形式：雙極性與單極性。雙極性電機每個相上只有一個繞組線圈，因此連續運轉時只需對同一個線圈進行變化。而單極性電機每個相上有兩個互為對立的繞組線圈，在連續運轉時需要交替對這兩個線圈進行通電励磁。此外，由於双极性驱动模式下的全程励磁，每个绕组均完全被激发，因此双极性驱动模式下的输出力矩比单极性驱动模式大约提高了40%。
加速/减速运动控制
双极位与单极位步進电子馬達
图2展示了这个过程。
由于这种无刷设计，不需要摩擦部件来保持位置，所以这些设备具有更长寿命，并且振荡较少，对噪声也有一定的抑制效果。但是，如果不恰当地选择工作频率，就可能导致共振发生，从而引起失调问题。为了避免这一点，可以采取细分微步策略，或调整当前流入某个感应器所用到的交流波形参数以优化性能，同时降低振动量。
结论：
由于其经济实用、高效准确以及易于集成等优势，步進電子馬達已成为许多应用领域中不可或缺的一部分，无论是在工业自动化还是日常生活中，都能发现它们在打印头、扫描仪、摄像头、ATM设备等多处应用场景中扮演着关键角色。这使得我们更加深刻地认识到这类技术在现代社会中的重要作用，以及它们如何促进创新发展。
