電子發(fā)燒友網報道（文/李寧遠）和伺服電機一樣，步進電機也是一種經常出現的電機。步進電機是一種將電脈沖信號轉換成相應角位移或者線位移的執(zhí)行器。通俗一點講，當步進電機驅動器接收到一個脈沖信號，它就會驅動步進電機按設定的方向轉播一個固定的角度。

所以步進電機可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確的位置控制。同時還可以通過控制脈沖的頻率來控制電機的轉速，從而達到調速的目的。

永磁式步進電機與反應式步進電機

可以把步進電機分為永磁式步進電機、反應式步進電機以及混合式步進電機。永磁式步進電機一般是兩相的，其轉矩和體積都比較小。

永磁式步進電機的步進角一般是7.5°或者15°。永磁式步進電機的轉子自然是由永磁性材料制成，其NS級交替分布在轉子上，定子由軟磁性材料制成，上面分布有兩相勵磁繞組定子，通電后利用永磁體與定子電流產生的磁場相互作用產生轉矩。

反應式步進電機則一般為三相，噪聲和振動更大的同時可以實現大轉矩輸出，現在已經不太常見，被市場淘汰。

基于二者的優(yōu)點，混合式步進電機現在應用非常多?；旌鲜讲竭M電機有兩相、三相和五相之分，兩相混合式步進電機的步進角一般是1.8°，五相的混合式步進電機步進角一般為0.72°。目前市面上絕大多數步進電機使用的是兩相繞組。

混合式步進電機的定子一般由8個磁極構成，兩相繞組錯開纏繞在8個磁極上，和永磁式類似，都依賴于帶有永磁體的轉子?；旌鲜讲竭M電機結合了永磁式步進電機和反應式步進電機各自的優(yōu)點，有著步進角度小、精度高的優(yōu)點。

步進電機的驅控

以典型的兩相雙極步進電機為例，通常是用全橋結構來作為整步驅動。而且相較于單向驅動，雙向驅動效率更高，力矩更大，因此在實際應用當中更為常見。

為了進一步提高步進電機的控制精度，細分控制也被引入了進來。整步模式下的單向驅動和雙向驅動交替地結合在一起，就產生了半步控制。這種控制下，不論是單相勵磁整步模式還是雙向勵磁整步模式，一個周期內的電氣角數量都是4個，半步模式則細分到8個電氣角。


一個電周期內的電氣角位置比整步模式多了一倍。同樣數量的脈沖信號下大大提高了控制精度。進而，不斷分割兩相驅動電流，得到更小的步進增量，就是現在很出名的微步驅動，也是現在很多步進電機都會用的驅動方式。

不過需要注意的是，雖然微步驅動可以大大提高步進電機的準確性，但步進電機的丟步問題也還是無法避免的。

現在也可以看到越來越多廠商推出一體化閉環(huán)電機，填補開環(huán)的步進電機和高性能伺服電機中間階段的空白。傳統(tǒng)的步進電機可以控制轉子的角度位置，不需要傳感器來控制位置，是典型的開環(huán)控制系統(tǒng)。

在高速度，高響應，高精度的需求下，步進電機也開始往閉環(huán)發(fā)展。閉環(huán)的驅控可以解決丟步問題，也是步進電機驅控能力的體現?，F在不少一體化閉環(huán)步進電機，在驅控的加持下都有了精確的定位與流暢的運動曲線。

小結

在驅動方式的技術更新下，步進電機在不少傳統(tǒng)應用和新興應用中有著很大的應用空間，同時驅動能力的提升也使步進系統(tǒng)逐漸進入高精度要求的機器，填補開環(huán)步進和高性能伺服中間斷檔的空缺。