步進電機工作原理講解

網(wǎng)上一些視頻做的花里胡哨的，有的描述錯誤，有的關鍵地方?jīng)]有介紹，本文借助視頻里的截圖詳細介紹一下步進電機原理。
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步進電機轉子：

定子是一個永磁體，每一個磁極各套上帶有齒輪形狀的導磁材質。

注意看下圖兩個磁極齒輪，是互相錯開一個角度的。這和定子繞線有關系，后面會介紹。

步進電機定子：

由下面圖可以看出，定子也有導磁齒輪，并且定子尺數(shù)較轉子多幾個，這樣就會導致有的電極對齊，有的電極就會錯開一個角度。定子實際上就是電磁鐵，通過控制電流方向，改變電磁鐵極性實現(xiàn)磁場旋轉，從而帶動轉子旋轉。注意定子的繞線方向，定子面向轉子的一側極性是一樣的，但是轉子有兩個極性，這就是轉子的導磁材質上下錯開一個角度的原因。運動時一邊產(chǎn)生推力，一邊產(chǎn)生吸力。

步進電機工作原理：

當出現(xiàn)如下供電方式時，紅色齒輪和轉子齒輪異性相吸對齊，黃色齒輪異性排斥錯開一個角度。

改變供電方式，更換另一組線圈，下圖中綠色齒輪異性相吸，藍色齒輪同性排斥，齒輪開始加速轉動。
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最終綠色齒輪對齊，如下：
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繼續(xù)更換供電方式，產(chǎn)生如下極性，黃色齒輪有吸合趨勢，紅色齒輪有排斥趨勢，齒輪繼續(xù)轉動。
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最終黃色齒輪對齊，如下：

就這樣不停地變換極性，使轉子連續(xù)轉動?？梢詫崿F(xiàn)正傳反轉，加速減速等等
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細分等等。

步進電機細分介紹：

上面介紹的步進電機的工作方式每時每刻只有一組線圈供電，走一步的角度固定，平滑性不太好，如果能夠減小步距角會大大提升性能。如果給兩組線圈同時通電，那么在雙磁場的作用下，轉子會停留在中間位置，也就是走了半個步距角，這就是步進電機的細分技術。步進電機的細分技術是一種可以顯著改善步進電機綜合使用性能的驅動控制技術。通過控制各相繞組中的電流，使它們按一定的規(guī)律上升或下降，即在零電流到最大電流之間形成多個穩(wěn)定的中間電流狀態(tài)，相應的合成磁場矢量的方向也將存在多個穩(wěn)定的中間狀態(tài)，轉子按細分步距旋轉。如下圖所示：

第一個穩(wěn)態(tài)，一組線圈通電。
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第二個穩(wěn)態(tài)兩組線圈同時通電，轉子受力方向如下圖所示，從第一個穩(wěn)態(tài)到第二個穩(wěn)態(tài)轉子轉過了半個步距角。