什么是步进电机

2020年4月15日

步进电机的电机轴（转子轴）并不连续旋转，而是以一定的旋转角度间歇旋转。

例如，那种秒针每秒动一次记录时间的钟表，这个动作就是使用步进电机控制秒针每秒转过6°来实现的。

那么步进电机是通过什么样的结构使轴仅仅转过一定的角度的呢？

其秘密在于脉冲信号。脉冲信号是反复执行加电和断电的电信号，加电断电1次算作1个脉冲。步进电机根据这个脉冲信号，机械地并精确地控制轴的旋转角度和旋转速度。

步进电机的种类①（按照转子结构进行分类）

步进电机按照电机轴（转子）的结构分为3大类。

PM型（Permanent Magnet Type：永磁体型）: 转子使用永磁体。但是，无法设定精细的旋转角度（步进角）。
VR型（Variable Reluctance Type：可变磁阻型）: 转子使用齿轮状铁芯。可以设定精细的旋转角度。
HB型（Hybrid Type：混合型）: 转子使用永磁体和齿轮状铁芯。同时具有PM型和VR型优点，因此广泛用于多种用途。另外，艾斯湃纳开发制造的步进电机全部都是HB型。

转子结构为使用两个铁芯夹住圆柱形永磁体，铁芯相互错开半个齿距，并同心安装在转子轴上。结构为根据脉冲信号转过一定的步进角。 1.8°步距角的2相HB步进电机接到1个脉冲时转动1.8°，因此得到360°/1.8°=200，也就是说电机轴转动一圈需要200个脉冲。

另外，按照电流流过电机内部的线圈的方式可以分为下列两种。

1个线圈上仅流过单向电流的类型。控制电路简单，但是无法获得双极型那样的高扭矩。

1个线圈上流过双向电流的类型。控制电路比单极型复杂，但是可以获得较高的扭矩。

步进电机与步进电机驱动器组合使用。步进电机的旋转角度和旋转速度，由步进电机驱动器接收来自控制器的脉冲信号进行控制。

可编程序控制器控制器 [脉冲信号] 驱动器 [电流] 步进电机步进电机单元步进电机单元(驱动器步进电机)

2相混合式
步进电机驱动器

步进电机与其他电机相比具有下列特点。

优点: 旋转角度与数字输入的脉冲数成正比，因此便于控制位置（旋转角度）

可以进行低速旋转

可以使用开路（无反馈）实现位置控制

停止时的自我保持力优秀
缺点: 需要驱动电路

负载意外波动可能导致失步

振动和噪音较大

步进电机的停止精度优秀，中低速时的扭矩较高，响应性敏锐，因此适用于各种需要高精度控制的驱动系统的动力源。

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