导语：步进电机是一种独特的机电装置，它通过精确控制施加在其线圈上的电脉冲，可以实现对转向、速度和旋转角度的精细调节。在不依赖于闭环反馈系统的情况下，步进电机与其配套驱动器组合成一个高效且成本低廉的开环控制系统，能够提供卓越的位置和速度控制。
基本结构和工作原理：
步进电机结构（如图1所示）
图 1 步进电机内部构造
工作原理
驱动器根据外部输入的控制脉冲和方向信号，将这些信息传递给逻辑电子路线。这个逻辑路线会按照预设规则来打开或关闭绕组，以确保每个相都按顺序接收到正负电流。这一过程使得输出轴以确定步长（通常为1.8度）进行旋转或者锁定在某个位置。
以1.8度两相步进电机为例，当两个相同时通入励磁时，输出轴将保持静止并锁定。如果其中一个相发生逆变，则输出轴会顺时针或逆时针旋转一步。当所有三个相依次按顺序改变励磁方向时，输出轴将连续进行精确旋转，每完成360度需要200步。两种常见类型是双极性和单极性，每一种都有不同的绕组设计，这直接影响了驱动电子开关数量，从而影响整体功率消耗。
加速/减速运动控制：
双极性2 相(单极性)步进电机会增加约40%力矩。
图 2 显示了这种工作原理
特点：
精准地维持位置：通过调整输入脉冲数可以精确掌控角度误差小至10分之一度，不累积。
精确的转速：由输入频率决定，可以轻松调节并实现高精度。
正向/反向移动及急停功能：全范围内有效管理力矩及位置，即使在静止状态仍能维持一定力矩。
在低速运行中保持精准位移：无需齿轮箱即可稳定运行，同时提供较大力矩，无需额外功率消耗。
更长使用寿命：由于无刷设计，使得寿命主要取决于轴承性能。
振动与噪音问题解决方案：
A. 避免共振区间
B. 采用微分驱动模式
C. 调整相对应流量比
结论：
在机械领域中，步进伺服马达被广泛应用，如同步带条形码读取、滚珠丝杠等。由于它们不需要反馈系统，因此经济实用且能够获得很好的性能。此外，在日常生活中，如打印设备、扫描仪、三维打印等也采用了这类技术。
