驅動步進電機的方法

步進電機是設計師，工程師和制造商的****，因此幾乎可以在任何有電子控制系統的地方找到。事實上，它們是如此受歡迎和有用，以至于人們往往很容易忘記它們是如何工作的，并確保它們被正確驅動。

電機本身是無刷同步直流電機，其中每個360°旋轉被分成許多相等的離散步長。臺階的角度旋轉由圍繞中心齒輪形鐵片排列的“齒形”電磁鐵的數量決定（圖1）。正是磁鐵的通電，以及隨之而來的齒輪形軸齒的磁力吸引，使軸圍繞其旋轉軸拉過。

圖 1：永磁轉子根據施加的脈沖順序旋轉，以激發電磁“齒”。

重要的是要注意，當軸的齒與第一個電磁鐵對齊時，它們會與下一個電磁鐵稍微偏移。這確保了當下一個電磁鐵通電時，齒被拉向下一個電磁鐵的方向。

完成一次360°旋轉所需的步驟數決定了其分辨率，或者電機的控制精細程度。典型的電機每轉有200步，但每轉1600步，以便對運動進行非常精細的控制，例如硬盤驅動器的手臂，這并不罕見。

控制使用一系列方形數字脈沖（通常來自微控制器）完成，用于智能驅動線圈。“智能地”這個詞在這里是故意的：線圈的排列，構造和驅動方式決定了關鍵參數，如效率，準確性，精度，可重復性和扭矩。每個脈沖都是一個離散的步長，因此脈沖的數量及其速率決定了旋轉距離和速度。

根據線圈的連接和驅動方式，步進器可以是單極性或雙極性。在單極性設計中，電流始終在同一方向上以實現旋轉。在雙極性中，繞組中電流的交替反轉用于實現旋轉。

步進電機的一些有趣，有用和有趣的特性包括這樣一個事實，即一旦通電，它就會以全扭矩保持穩定，直到下一個脈沖;可以控制的精度，特別是在使用齒輪的情況下;它們可以通過手動或電子方式改變脈沖極性來快速反轉;他們的快速停止能力;堅固性和可靠性;和低成本。

增加成本和簡單性的因素是它們是開環的。這意味著不需要額外的傳感器或反饋機制來確定軸的位置。

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