简介

目的：项目开发使用到了步进电机，本文初步介绍了步进电机分类、重要参数、特性及其控制。通过本文可了解步进电机基本原理，主要控制参数，控制主要特性，及其控制原理，文章最后附简易原理图。

一、步进电机的概念

步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。

通过控制施加在电机线圈上的电脉冲顺序、频率和数量，可以实现对步进电机的转向、速度和旋转角度的控制。一般步进电机的精度为步进角（下文有主要参数计算章节）的 3-5%，且不累积。

根据构造形态分类：反应式、永磁式、混合式。

根据绕组形态分类：二相、三相、四相、五相等。步进电机的总极数越大，加工精度的要求就会越高。通常工业用混合型步进电机的步距角是1.8度，就是200极（极等同于步）。

根据控制类型可分为开环控制和闭环控制，开环控制不带位置传感器，闭环控制带位置传感器（如霍尔传感器）检测位置（角度）。

当电流经过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度（步距角），使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。

当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。

步进电机一般由前后端盖、轴承、中心轴、转子铁芯、定子铁芯、定子组件、波纹垫圈、螺钉等部分构成，它是利用电磁学原理，将电能转换为机械能，是由缠绕在电机定子齿槽上的线圈驱动的。

步进电机基本结构

步进电机组成最主要的是转子和定子。

如下图外框绕有线圈的为定子，内部红绿部分为转子。