简单介绍步进电机

步进电机是令人印象深刻的小型引擎，可能没有得到应有的赞誉，因为它们是我们电子生活中相对重要的一部分。打印机和数控机床是我们认为理所当然的大批量生产产品，它们使用步进电机来完成我们的工作。绝大多数公众甚至可能不知道它们的存在；因此，我们将简要介绍一下步进电机的类型、它们的工作原理以及我们使用它们的原因。     

它们是如何工作的？    

步进电机是直流充电线圈，以圆形排列成所谓的“阵列”。当阵列中的每个“相”或线圈通电时，它就会旋转电机。每一个小旋转被称为一个步进，这是步进电机名称的来源，并且每个都有自己的特点，例如大小和相数。 

控制这些迷人的小机器比普通的直流电机要复杂一些。由于每种设计都针对其分配的任务进行了独特的调整，因此有一些同样独特的电子设备可以控制它们。 

有哪些类型？ 

目前采用三种不同类型的步进电机：单极、双极和可变磁阻。由于最受欢迎的两种是单极和双极，我们将把大部分注意力转向这些类型。 

单极步进电机的特点是每相一个线圈和五到八根导线。当这些电线连接到晶体管时，它们允许线圈以特定顺序触发。电机转动的方向取决于线圈的触发顺序。这种设计的缺点是一次只能充电一个线圈，因此导致扭矩保持能力有限。  

双极步进电机通常只有四根导线从其底座伸出，但由于每相只有一个线圈被激活，因此需要反转电流以步进电机。由于需要反向电流，我们不能使用传统的晶体管来控制相位。为了控制线圈，您将需要一个H桥电路，该电路允许在任一方向上跨负载施加电压。这种设计的一个优点是，与同样大小的单极电机相比，它更坚固。

可变磁阻电机的核心是一个非磁性转子，如果增加更多的齿，可以实现更高的分辨率。绕组通电顺序也与永磁电机相反。每个“阶梯”角度也是正常角度的一半。

我们为什么要使用它们？

步进电机在设计上比标准直流电机表现出更大的转矩和精度。如上所述，彩色打印机是步进电机使用的一个很好的例子，它能够使卷纸与油墨机构保持同步。这些设备还为数控机床和3D打印机提供了几乎无限可控的精度。

缺点

与大多数创新一样，步进电机也有其局限性，其中之一是其高速转矩能力。这些电机效率不高，在实际不工作的情况下会消耗最多的负载，而且往往运行有点热。步进电机还缺少与位置相关的反馈，运行所谓的“开环”可能有助于解决这个问题。

下次你在工作中打印东西或在3D打印机上创建那个疯狂的玩具时，你会对他们的工作方式有新的欣赏。

审核编辑 黄昊宇