导语：步进电机是一种独特的机电装置，它能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，步进电机能够实现对转向、速度和旋转角度的精细调节。无需闭环反馈系统，步进电机与其驱动器共同构成了一个简单、高效且成本较低的开环控制系统，从而实现高精度位置和速度控制。
基本结构与工作原理：
步进电机的基本结构（如图1所示）
工作原理
步进电机驱动器根据外部提供的控制信号和方向指令，将这些信息通过内部逻辑处理，以确定何时、何处以及如何通畅或反向通畅于两个相邻绕组，这样就能让步进电机会以预设的一定时序正向或反向旋转，或是保持静止。
以1.8度两相步进 电机为例，当两个绕组都被励磁时，输出轴会保持静止并锁定当前位置。在满足额定条件下，即使没有输入任何新的指令，输出轴仍然能够维持该力矩状态。如果其中一相绕组发生了励磁方向变化，则设备会按照既定的方向执行一步(即1.8度)移动。此类操作持续进行，便可以实现连续但精确到每个小分量的旋转。
两相步进 电机会涉及双极性或者单极性的绕组设计。双极性设计中，每个相仅有一个线圈，而单极性则有两个互为补码的线圈。当使用双极性模式时，由于每次只改变同一条线圈中的励磁方向，因此需要八个电子开关来完成此任务。而单极性模式只需四个电子开关，因为它们可以同时改变两个互补线圈中的励磁状态。这种方式不仅简化了硬件布局，还提高了功率效率。
加速/减速运动控制：
双极性两相步進電機
单極性兩相步進電機
工作原理图（见图2）
特点：
精准地操控位置
输入脉冲数决定输出轴旋转角度，可达非常高的地位误差，并且不会累积。
精确地调节速度
转速由输入频率决定，可以得到绝对精确并易于调整，使得它在各类运动管理领域广泛应用
正逆轉動與急停功能
在整个速度范围内均可有效調整力矩及位置，並包括靜力矩。在輸入軸鎖定時，即便無外界輸入脉衝，也能維持一定力的輸出
在低轉速情況下的準確運動
不需要齿轮箱調節，就能平稳運行於非常低轉速下同時產生較大的力矩，而避免了過多功耗及角位偏差，並減少成本並節省空間
長期運行壽命
由於無刷設計，電機長期運行時間很長，其壽命主要取決於軸承
振動與噪音問題解決方案：
A 避開振動區域 - 保證運行頻率不落在振幅範圍內
B 微分驅動 - 將單個命令細分為多個微小運動以降低振幅，這通過調整絞盤線路比實現
小結：
在工業應用中，如同步帶軸或滾珠丝杠軸等，都會使用到這種類型的情況。而且生活中也常見，如打印機、掃描儀、三維打印機等設備皆依賴此技術來達成運動需求。
