在这篇文章中，我们将学习步进电机。我们将探讨什么是步进电机，它的基本工作机理，步进电机的类型，步进方式，最后它的优缺点。
什么是步进电机？
步进电机为无刷电机;它的转轴(转子)以确定的步骤数完成一次旋转。由于步进式旋转的特性，它被称为步进电机。
步进电机提供旋转角度的精确控制和速度。这是一个开环设计，这意味着没有反馈机制来跟踪旋转。
它可以改变其速度，更换旋转方向并立即锁定到一个位置。步骤数由转子中存在的齿数确定。例如：如果步进电机由200齿组成，那么
360度/200齿数= 1.8度
所以每一步都是1.8度。步进电机由单片机和驱动电路控制。广泛应用于激光打印机、3D打印机、光驱、机器人等领域。
基本工作原理:
步进电动机可以包括缠绕的几个杆，其中绝缘铜线称为定子或电动机的非移动部分。电动机的移动部分称为转子，由若干数量的齿组成。
当一个极点通电时，最近的齿将与通电的极点和转子上的其他齿将轻微偏移或与其他未通电的极点不对齐。
下一个极点将被激活，前一个极点将被关闭，现在未对齐的极点将与当前被激活的极点对齐，这使一个单一的步骤。
下一个极点被激活，前一个极点被关闭，这是另一个步骤，这个循环继续几次，使一个完整的旋转。
这是另一个非常简单的示例步进电机功能：
通常转子齿是磁体排列在交替的北极和南极的方式。同极相斥，异极相吸，此时磁极绕组“A”通电，假设通电极点为北极，转子为南极，这样转子的南极吸引定子“A”，如图所示。
现在极点A断电，极值'B'通电，现在转子的南极将与极值'B'对齐。类似的极点'C'和极点'D'将以相同的方式激励和断开能够完成一次旋转。
到目前为止，您会理解步进电机工作机制。
步进电机的类型：
有三种类型的步进电机：
•永久磁铁步进
•可变毫无restant步进
•混合同步步进
永磁步进:
永磁式步进电机转子采用永磁齿，转子采用交流磁极布置(north - south - south - ......)，提供更大的转矩。
变量不愿步进:
变量不愿步进使用软铁材料作为转子与几个牙齿数目和运行基于最小的原则不愿出现在最小的差距,这意味着最近的转子的牙齿被吸引到极点时精力充沛,像金属被吸引到一个磁铁。
混合同步步进：
在混合式步进电机中，将上述两种方法结合起来以获得最大转矩。这是最常见的步进电机类型，也是昂贵的方法。
步进模式:
步进模式有三种
•全步进模式
•半步模式
•微步进模式
完整的步进模式:
在全步进模式下，可以通过下面的例子来理解:如果一个步进电机有200个齿，那么一个全步进是1.8度(这是在文章开头给出的)，它不会旋转小于或大于1.8度。
完整步骤进一步分为两种类型：
•单相模式
•两相模式
在两个相位模式中，转子采用一个完整的步骤，这两个的基本差异是，单模提供更少的扭矩和两个相位模式提供更多扭矩。
•单相模式:
在单相模式下，给定时间只通电一相(一组绕组/极)，能耗最小，但转矩也较小。
•两相模式：
在两相模式下，两相(两组绕组/极)在给定时间通电;它产生更多的扭矩(30%至40%)单相模式。
半步进模式:
采用半步进模式，使电机的分辨率提高一倍。半步，顾名思义，它需要一个完整步的一半，而不是完整的1.8度，半步需要0.9度。
通过交替改变单相模式和双相模式实现半步进。它减少了机械部件上的应力，增加了旋转的平滑度。半步扭矩降低约15%。但是转矩可以通过增加施加到电机上的电流来增加。
微步进:
微步进是为了平稳的旋转。一个完整的步骤被划分为256步。对于微步进，需要专用的微步控制器。其扭矩减少了约30%。
驱动程序需要输入正弦波进行流体旋转。该驱动器提供两个正弦输入与90度相位退出。
它提供了最好的旋转控制和减少机械应力显著和降低工作噪音。
步进电机的主要优点和缺点可以通过以下几点来了解:
好处：
•最佳控制角旋转。
•低速时高扭矩。
•旋转方向瞬间改变。
•最小机械结构。
缺点:
•即使在不旋转的情况下也会消耗功率;这做锁定转子到固定位置。
•没有反馈机制来纠正旋转误差和跟踪当前位置。
•需要复杂的驱动电路。
•扭矩以更高的速度降低。
•以更高的速度控制电机并不容易。
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你可以参考下面的文章，它解释了如何通过IC 555接线步进电机
https://www.homemade-circules.com/driving-unipolar-tepper-motor-using-iC/