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，通过其内部逻辑电子设备来管理步进线圈，以确定它们是否正向或反向通电，从而使得整个直流马达产生相应方向的旋转或者保持静止。以1.8度两相步进马达为例，当两个绕组都接通励磁时，直流马达会保持当前位置并锁定。如果其中一个绕组发生变向，则直流马达会顺着既定的方向旋转一步(即1.8度)。同样，如果是另一个绕组出现变向则会在相反方向进行相同的一次移动。当按照特定的顺序依次改变每个绕组中的励磁时，可以实现连续且高精度的旋转运动。此类两相步进马达需要200个周期才能完成一完整圆周。
两相步进马达有两种主要类型：双极性与单极性。在双极性中，每个二极体只有一个励磁线圈；在单极性中，每个二极体有两个互补励磁线圈。对于双极性的驱动模式，由于每个励磁线圈始终处于100% 的状态，因此，在这种模式下，输出力矩比单极性的模式大约提升了40%。
加速/减速运动控制
2 相(双極)馬達與 2 相(單極)馬達
图 3 步進電機工作原理圖
特點：
精確位置調節
通過輸入電脈衝數量來確定軸轉動角度。
精確轉速調節
轉速由輸入電脈衝頻率決定，可實現準確調節。
正逆運動及急停功能
於整個速度範圍內可有效操控力矩及位置，
包括靜力矩。在電機鎖定狀態下（當繞組存在電流，而外界無需翻轉指令時），仍維持一定力的輸出。
在低轉速情況下的精准位置調節
不需要齒輪箱進行調整，即可平穩運行並產生較大的力矩，
避免功率損耗及角位偏差，並降低成本及空間占用。
長壽命設計
無刷設計保證長時間運行。
振動與噪音問題：
一般來說，在空載運行時，如果頻率接近或等於固有振盪頻率會發生共振，有可能導致失蹤現象。
解決方案：
A 避開振盪區域 - 避免讓馬達工作於共振區間內。
B 微分驅動模式 - 使用微小驅動方式將原本的一次細分為多次，以提高分辨率並減少震顫，這可以通過修改馬達之間相對應之電流比例來實現。而微分驅動則不增加每一步階距之準確性，但能夠使得馬達運行更加平順並降低噪聲通常在半個階段時，力量會比全階段小15%，而使用正弦波制御則力量將減少30%。
鸣志步進技術參數與術語：
1 負載 2 速度-力矩曲線 3 加速/減速運動控製
結論：
從工業應用到日常生活，比如打印機、掃描儀、攝影機、高級自動化金融終端設備以及三維打印機等，都廣泛使用了這種特殊類型的心臟元件——即是說，一旦你深入了解它們如何操作，你很快就會發現這些工具處處皆在我們周遭。我們探索過它們如何構建，以及它們如何以高度精密地對其旋轉運動進行操控。這些優秀性能使得他們成為各種需求高效且準確移動平台最重要選擇之一，不僅因為經濟實惠，而且還因為提供卓越性能，使我們能夠創造更複雜且具創意的事物。
