一、什么是步進(jìn)電機(jī)

        步進(jìn)電機(jī)是一種直接將電脈沖轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動(dòng)的機(jī)電裝置，通過控制施加在電機(jī)線圈上的電脈沖順序、頻率和數(shù)量，可以實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向、速度和旋轉(zhuǎn)角度的控制。在不借助帶位置感應(yīng)的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)的情況下、使用步進(jìn)電機(jī)與其配套的驅(qū)動(dòng)器共同組成的控制簡便、低成本的開環(huán)控制系統(tǒng)，就可以實(shí)現(xiàn)精確的位置和速度控制。

        二、鳴志步進(jìn)電機(jī)的特性

• 精準(zhǔn)的位置控制依照輸入脈沖的數(shù)量，確定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。位置誤差非常小(小于1/10度)，且不累積。

• 精確的轉(zhuǎn)速步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于輸入電脈沖的頻率，可以實(shí)現(xiàn)精確控制和方便調(diào)節(jié)。因此被廣泛地應(yīng)用于各種運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域。

• 正向/反向轉(zhuǎn)動(dòng)，急停及鎖定功能在整個(gè)速度范圍內(nèi)都可以實(shí)現(xiàn)對電機(jī)力矩和位置的有效控制，包括靜力矩。在電機(jī)鎖定狀態(tài)下(電機(jī)繞組中存在電流，而外部沒有旋轉(zhuǎn)的脈沖指令輸入)，仍然保持一定的力矩輸出。

• 低轉(zhuǎn)速條件下的精準(zhǔn)位置控制步進(jìn)電機(jī)不需要借助齒輪箱的調(diào)節(jié)，就可以在非常低的轉(zhuǎn)速下平穩(wěn)運(yùn)行，同時(shí)輸出較大的力矩，避免了功率的損耗和角度位置偏差，同時(shí)降低了成本，節(jié)省了空間。

• 更長的使用壽命步進(jìn)電機(jī)的無電刷設(shè)計(jì)保證了電機(jī)的使用壽命很長。步進(jìn)電機(jī)的壽命通常取決于軸承。

        三、基本結(jié)構(gòu)和工作原理

        基本結(jié)構(gòu)：

        工作原理：

        步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)外來的控制脈沖和方向信號(hào)，通過其內(nèi)部的邏輯電路，控制步進(jìn)電機(jī)的繞組以一定的時(shí)序正向或反向通電，使得電機(jī)正向/反向旋轉(zhuǎn)，或者鎖定。

        以1.8度兩相步進(jìn)電機(jī)為例：當(dāng)兩相繞組都通電勵(lì)磁時(shí)，電機(jī)輸出軸將靜止并鎖定位置。在額定電流下使電機(jī)保持鎖定的最大力矩為保持力矩。如果其中一相繞組的電流發(fā)生了變向，則電機(jī)將順著一個(gè)既定方向旋轉(zhuǎn)一步（1.8度）。

        同理，如果是另外一項(xiàng)繞組的電流發(fā)生了變向，則電機(jī)將順著與前者相反的方向旋轉(zhuǎn)一步（1.8度）。當(dāng)通過線圈繞組的電流按順序依次變向勵(lì)磁時(shí)，則電機(jī)會(huì)順著既定的方向?qū)崿F(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)步進(jìn)，運(yùn)行精度非常高。對于1.8度兩相步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周需200步。

        兩相步進(jìn)電機(jī)有兩種繞組形式：雙極性和單極性。雙極性電機(jī)每相上只有一個(gè)繞組線圈，電機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)電流要在同一線圈內(nèi)依次變向勵(lì)磁，驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)上需要八個(gè)電子開關(guān)進(jìn)行順序切換。

        單極性電機(jī)每相上有兩個(gè)極性相反的繞組線圈，電機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)只要交替對同一相上的兩個(gè)繞組線圈進(jìn)行通電勵(lì)磁。驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)上只需要四個(gè)電子開關(guān)。在雙極性驅(qū)動(dòng)模式下，因?yàn)槊肯嗟睦@組線圈為100%勵(lì)磁，所以雙極性驅(qū)動(dòng)模式下電機(jī)的輸出力矩比單極性驅(qū)動(dòng)模式下提高了約40%。

（未完待續(xù)······）

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