步進電機基礎知識（二）基本結構和工作原理

基本結構

結構結構

步進電機驅動器根據外來的控制脈沖和方向信號，通過其內部的邏輯電路，控制步進電機的繞組以一定的時序正向或反向通電，使得電機正向/反向旋轉，或者鎖定。

以1.8度兩相步進電機為例：當兩相繞組都通電勵磁時，電機輸出軸將靜止并鎖定位置。在額定電流下使電機保持鎖定的大力矩為保持力矩。如果其中一相繞組的電流發生了變向，則電機將順著一個既定方向旋轉一步（1.8度）。同理，如果是另外一相繞組的電流發生了變向，則電機將順著與前者相反的方向旋轉一步（1.8度）。當通過線圈繞組的電流按順序以此變向勵磁時，則電機會順著既定的方向實現連續旋轉步進，運行精度非常高。對于1.8度兩相步進電機旋轉一周需要200步。

步進電機有兩種繞組形式：雙極性和單極性

單極性驅動電路使用四顆晶體管來驅動步進電機的兩組相位，電機結構包含兩組帶有中間抽頭的線圈，整個電機共有六條線與外界連接。這類電機有時又稱為四相電機，但這種稱呼容易令人混淆又不正確，因為它其實只有兩個相位，準確的說法應是雙相位六線式步進電機。六線式步進電機雖又稱為單極性步進電機，實際上卻能同時使用單極性或雙極性驅動電路。

雙極性步進電機的驅動電路會使用八顆晶體管來驅動兩組相位。雙極性驅動電路可以同時驅動四線式或六線式步進電機，雖然四線式電機只能使用雙極性驅動電路，它卻能大幅降低量產型應用的成本。雙極性步進電機驅動電路的晶體管數目是單極性驅動電路的兩倍，其中四顆下端晶體管通常是由微控制器直接驅動，上端晶體管則需要成本較高的上端驅動電路。雙極性驅動電路的晶體管只需承受電機電壓，所以它不像單極性驅動電路一樣需要箝位電路。