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简便且低成本的解决方案，以实现位置和速度的精准调控。
基本结构与工作原理：
步进电机的基本构造（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路线来控制步进电机绕组，以确定它们是否应该正向或反向通電，从而使得电机会正向/反向旋转或者锁定。
以1.8度两相步进电机为例，当两个相位都被励磁时，输出轴会保持静止并锁定当前位置。在额定条件下，即使没有外部指令，也能维持最大力矩。如果其中一相绕组发生了变向，那么它就会顺着一个既定的方向旋转一步(即1.8度)。同样，如果是另外一项绕组发生了变向，则它将逆着前者那样的方向旋转一步(也就是1.8度)。当依次按顺序改变每个绕组中的励磁时，连续产生直线性运动，并且运行精度非常高。一周需要200个小步伐。
两相步进有两种类型：双极性和单极性。双极性的每个相位只有一个绕组，而单极性的每个相位有两个互补的线圈。当连续运行时，只需交替对相同位置上的两个线圈进行励磁操作；因此，在双极性模式中，每次励磁时间比单极性模式长，因此力矩更大约40%。
加速减速运动管理：
双侧(双極)電機
单侧(單極)電機
工作原理图（图2）
特点：
精确地掌握空间位置
输入脉冲数量决定轴体移动角度。
准确无误差，不累积。
精确地设定速度
转速取决于输入频率，可以轻松调整并获得高精密化。
正常/逆轉動態，以及急停及固态功能
在整个速度范围内，都可有效管理力矩以及空间位置。
电流存在但没有变化时，可保持稳定的力矩输出，即使是在静止状态下亦然
在较低轉速情况下的精確運動調節
不需要齿轮箱調整，即可在超低轉速狀態下平穩運行，並產生較大的力的輸出，避免能源損耗與角位偏差同時降低成本並節省空間
長壽命設計
沒有刷子，使其耐用長久。寿命通常取決於軸承
振动與噪音問題解決方案：
A. 避開共振區域
保證運行頻率遠離自然頻率避免失控現象發生
B. 微分驅動模式應用
將傳統的一個微分為多個細微點進行運行，這提高了分辨率減少了震動。此方法通過調整兩個繞組之間之間電流比例實現
總結：
在機械系統中，如同步帶軸或滾珠軸等，我們經常使用到這些技術，比如將螺距運動轉換為線形運動。而且，由於不需要回饋系統，所以最大的優勢是經濟實用且能夠獲得良好的準確性。此外，這些技術也被廣泛應用於生活中的各種設備，如打印機、掃描儀、攝像頭、ATM機甚至3D打印機等等。
