步进电机的工作原理是什么，步进电机的工作原理

很多朋友对步进电机的工作原理是什么，步进电机的工作原理不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

一、什么是步进电机？步进电机是一种开环控制电机，将电脉冲信号转换成角位移或线位移，也称为脉冲电机。在无过载情况下，电机的转速和停止位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，不受负载变化的影响。当步进驱动器接收到一个脉冲信号时，可以驱动步进电机按设定的方向旋转一个固定的角度，这个角度称为“步距角”。

步进电机的旋转以固定的角度步进运行。可以通过控制脉冲的个数来控制角位移，从而达到精确定位的目的。同时可以通过控制脉冲频率来控制电机旋转的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机大多用于数字计算机的外部设备，以及打印机、绘图仪和磁盘。二、步进电机的特点：

步进电机的位置和速度信号不反馈给控制系统。如果步进电机的位置和速度信号反馈到控制系统，则属于伺服电机。与伺服电机相比，步进电机的控制相对简单，但不适合精度要求高的场合。

步进电机的优缺点非常突出。优点集中在控制简单，精度高，缺点是噪音，振动，效率。无累积误差，结构简单，使用维护方便，制造成本低。步进电机驱动负载惯性的能力很大，适用于中小型机床和速度精度要求不高的地方。其缺点是效率低，发热量大，有时还会“失步”。优缺点如下。优点：1。向电机输入脉冲信号，易于控制电机运行；

2.不需要反馈电路返回转轴的位置和速度信息(开环控制)；3.因为没有接触电刷，所以实现了更高的可靠性。缺点：1。需要脉冲信号输出电路；2.当控制不当时，同步可能会丢失；3.产生热量是因为转轴停止后仍有电流。三、步进电机的分类：

在相同电流和相同转矩输出的情况下，单极步进电机的线圈数是双极步进电机的两倍，成本更高，控制电路结构也不同。目前市场上流行的大多是双极步进电机。步进电机通常根据转子特性和定子绕组结构进行分类。下面将详细介绍这两种分类。按转子分类，主要有三种：反应式(VR型)、永磁式(PM型)和混合型(HB型)。等式

定子上有绕组，由软磁材料制成。其结构简单，成本低，步距角小，可达1.2度，但动力性能差，效率低，发热量大，可靠性难以保证。永磁步进电机的转子由永磁材料制成，转子的极数与定子相同。其特点是动态性能好，输出转矩大，但这种电机度数差，步距角大(一般为7.5度或15度)。混合

混合式步进电机结合了电抗式和永磁式的优点。它的定子有许多相绕组，转子由永磁体制成，转子和定子都有许多小齿以提高步距精度。其特点是输出转矩大，动态性能好，步距角小，但结构复杂，成本相对较高。

步进电机按定子上的绕组分类，有两相、三相、五相系列。目前，最流行的步进电机是两相混合式步进电机，其市场份额占百分之九十七以上。原因是其性价比高，配细分驱动后效果好。

这种电机的基本步距角是1.8度/步，用半步驱动器把步距角减小到0.9度，用细分驱动器。其步距角最多可细分256次(0.007度/微步)。由于摩擦力和制造精度的原因，实际控制精度略低。同一个步进电机可以配备不同的细分驱动器来改变精度效果。四、步进电机工作原理：

步进电机由脉冲信号控制，每输入一个脉冲信号，步进电机向前运动。步进电机旋转的步距角是在电机结构的基础上通过比例控制产生的。如果控制电路的细分控制不变，步进旋转的步距角理论上是一个固定的角度。在实际工作中，电机旋转的步距角会有细微的差异，主要是电机结构的固定存在误差，这种误差不会累积。

步进电机的总极数越大，对加工精度的要求就越高。通常工业混合式步进电机的步距角是1.8度，也就是200极。步进电机的相电流和磁场遵循安培右手螺旋定律，磁场能量由电能产生。通过控制电机的相电流，可以反转电机定子磁极的方向，使两相磁场的变化相匹配，从而产生电机的旋转。

如果电流的方向改变，磁极的方向也会改变。步进电机的电流流过定子产生磁场的过程称为励磁。

所谓两相步进电机，电机转子的旋转，包含了不同极的磁场的相斥和相吸。如上图所示，A相产生N极磁场吸引转子的S极，B相产生S极磁场吸引转子的N极，使定子产生旋转动力。如果A相和B相定子线圈的电流方向改变，电机将在另一个步骤中旋转。连续改变A相和B相定子线圈的电流方向将使电机连续旋转。

如上图所示，电机的运动是通过改变电机中的电流来实现的。电子转子用B相磁极排斥定子，用A相磁极吸引定子，产生另一个阶梯运行。再进行一步操作，电机定子磁极反转，转子用B相磁极排斥定子，用A相磁极吸引定子，如上图所示。

如上图所示，每当定子线圈中的电流方向改变时，磁极就会反转，转子就会重复步进操作。东芝步进电机驱动控制电路通过脉宽调制控制电机的磁场励磁，可以实现电机的高效稳定运行。回顾唐子红

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