電子發燒友網報道（文/李寧遠）和伺服電機一樣，步進電機也是一種經常出現的電機。步進電機是一種將電脈沖信號轉換成相應角位移或者線位移的執行器。通俗一點講，當步進電機驅動器接收到一個脈沖信號，它就會驅動步進電機按設定的方向轉播一個固定的角度。

所以步進電機可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確的位置控制。同時還可以通過控制脈沖的頻率來控制電機的轉速，從而達到調速的目的。

永磁式步進電機與反應式步進電機

可以把步進電機分為永磁式步進電機、反應式步進電機以及混合式步進電機。永磁式步進電機一般是兩相的，其轉矩和體積都比較小。

永磁式步進電機的步進角一般是7.5°或者15°。永磁式步進電機的轉子自然是由永磁性材料制成，其NS級交替分布在轉子上，定子由軟磁性材料制成，上面分布有兩相勵磁繞組定子，通電后利用永磁體與定子電流產生的磁場相互作用產生轉矩。

反應式步進電機則一般為三相，噪聲和振動更大的同時可以實現大轉矩輸出，現在已經不太常見，被市場淘汰。

基于二者的優點，混合式步進電機現在應用非常多。混合式步進電機有兩相、三相和五相之分，兩相混合式步進電機的步進角一般是1.8°，五相的混合式步進電機步進角一般為0.72°。目前市面上絕大多數步進電機使用的是兩相繞組。

混合式步進電機的定子一般由8個磁極構成，兩相繞組錯開纏繞在8個磁極上，和永磁式類似，都依賴于帶有永磁體的轉子。混合式步進電機結合了永磁式步進電機和反應式步進電機各自的優點，有著步進角度小、精度高的優點。

步進電機的驅控

以典型的兩相雙極步進電機為例，通常是用全橋結構來作為整步驅動。而且相較于單向驅動，雙向驅動效率更高，力矩更大，因此在實際應用當中更為常見。

為了進一步提高步進電機的控制精度，細分控制也被引入了進來。整步模式下的單向驅動和雙向驅動交替地結合在一起，就產生了半步控制。這種控制下，不論是單相勵磁整步模式還是雙向勵磁整步模式，一個周期內的電氣角數量都是4個，半步模式則細分到8個電氣角。


一個電周期內的電氣角位置比整步模式多了一倍。同樣數量的脈沖信號下大大提高了控制精度。進而，不斷分割兩相驅動電流，得到更小的步進增量，就是現在很出名的微步驅動，也是現在很多步進電機都會用的驅動方式。

不過需要注意的是，雖然微步驅動可以大大提高步進電機的準確性，但步進電機的丟步問題也還是無法避免的。

現在也可以看到越來越多廠商推出一體化閉環電機，填補開環的步進電機和高性能伺服電機中間階段的空白。傳統的步進電機可以控制轉子的角度位置，不需要傳感器來控制位置，是典型的開環控制系統。

在高速度，高響應，高精度的需求下，步進電機也開始往閉環發展。閉環的驅控可以解決丟步問題，也是步進電機驅控能力的體現。現在不少一體化閉環步進電機，在驅控的加持下都有了精確的定位與流暢的運動曲線。

小結

在驅動方式的技術更新下，步進電機在不少傳統應用和新興應用中有著很大的應用空間，同時驅動能力的提升也使步進系統逐漸進入高精度要求的機器，填補開環步進和高性能伺服中間斷檔的空缺。