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。在没有闭环反馈控制系统的情况下，步进电机与其配套驱动器组成的开环控制系统，便能实现高精度的位置和速度控制。
基本结构与工作原理：
步进电机基本结构（如图1所示）
工作原理
步进电机驱动器根据外来的控制脉冲和方向信号，通过内部逻辑电子设备进行处理，将输入的指令变换为适合于执行具体任务的一系列操作命令。这些操作命令是经过严格编排，以确保每一步都恰好达到预设目标。
以1.8度两相步进电机为例，当两个相绕组同时通入励磁时，输出轴保持静止并锁定当前位置。在规定条件下，即使不再接收额定的旋转指令，它仍然维持稳定且强大的力矩。如果其中一相绕组发生了变化，即使只有一次改变，都会引发一次90度(或180度)旋转。当按照先后顺序依次切换这两个相绕组中各个极性的励磁状态时，步进机会以一个固定的角度连续地完成回归运动，从而提供了非常高的运行精准性。对于1.8度两相步进，每完整周期包含200个小位移单元。
两种常见形式包括双极性和单极性。双极性设计意味着每个相上只有一个线圈，而单极性则有两个互补偏置的线圈。一旦应用双极模式，就需要八个电子开关来管理正确顺序；然而，如果采用单极模式，只需四个开关即可。这在提升效率方面显示出显著优势。此外，由于在双極模型中每个象限均全程励磁，因此它比單極模型产生约40%更多力的输出。
加速/减速运动：
2 相(双極)電機
2 相(單極)電機
图 3 步進電機運作原理圖
特征：
精確位置調控：通過輸入脈衝數量來確定軸轉動角度。
精確轉速：由於輸入頻率可選擇，可以實現精確調節並方便使用。
正向/反向轉動及急停功能：無論是在高速還是低速情況下，都能有效對力矩進行調整，並且支持軸保持狀態時維持一定力矩。
在低轉速情況下的平滑運動：不需要齒輪箱就能平穩運行，並提供較大力矩減少成本並優化空間利用。
長壽命設計：無刷技術保證長期穩定運行，不受磨损影響。
振動與噪音問題解決策略：
A 避開振動區間 - 保持工作頻率遠離共振點。
B 微分驅動 - 改變驅動模式，使得過程更為細微，但此舉既不增加分辨率也不降低準確程度，只是讓運動更加平順並減少噪聲，這通常通過調整線圈之間比例來實現，在半個時間段內將原本的一個換算為多個小單位，有助於提高性能但損失一些力量; 使用正弦波律則損失30% 力量;
結語：
總體而言，在眾多應用領域中，如打印機、掃描儀、攝影機等等，我們經常見到這種特殊設備——step motor——扮演關鍵角色。它們因為簡潔、高效以及良好的性能，被廣泛採用於各種需要精密運動控製的情境中。但值得注意的是，這些設備最適合的地方不是僅僅局限於大型工業應用，也許你會驚訝地發現它們也存在於我們日常生活中的許多地方。我們不能忽視這些看似隱藏在幕後的小工具，它們正在幫助我們生活更加便捷、高效。而現在，我們了解到從制造商排名上探索到的知識，不僅增強了我們對這些小部件重要性的理解，也給予我們一個深入了解如何利用他們來創造更多價值的手段。
