驱动步进电机的方法

步进电机是设计师，工程师和制造商的****，因此几乎可以在任何有电子控制系统的地方找到。事实上，它们是如此受欢迎和有用，以至于人们往往很容易忘记它们是如何工作的，并确保它们被正确驱动。

电机本身是无刷同步直流电机，其中每个360°旋转被分成许多相等的离散步长。台阶的角度旋转由围绕中心齿轮形铁片排列的“齿形”电磁铁的数量决定（图1）。正是磁铁的通电，以及随之而来的齿轮形轴齿的磁力吸引，使轴围绕其旋转轴拉过。

图 1：永磁转子根据施加的脉冲顺序旋转，以激发电磁“齿”。

重要的是要注意，当轴的齿与第一个电磁铁对齐时，它们会与下一个电磁铁稍微偏移。这确保了当下一个电磁铁通电时，齿被拉向下一个电磁铁的方向。

完成一次360°旋转所需的步骤数决定了其分辨率，或者电机的控制精细程度。典型的电机每转有200步，但每转1600步，以便对运动进行非常精细的控制，例如硬盘驱动器的手臂，这并不罕见。

控制使用一系列方形数字脉冲（通常来自微控制器）完成，用于智能驱动线圈。“智能地”这个词在这里是故意的：线圈的排列，构造和驱动方式决定了关键参数，如效率，准确性，精度，可重复性和扭矩。每个脉冲都是一个离散的步长，因此脉冲的数量及其速率决定了旋转距离和速度。

根据线圈的连接和驱动方式，步进器可以是单极性或双极性。在单极性设计中，电流始终在同一方向上以实现旋转。在双极性中，绕组中电流的交替反转用于实现旋转。

步进电机的一些有趣，有用和有趣的特性包括这样一个事实，即一旦通电，它就会以全扭矩保持稳定，直到下一个脉冲;可以控制的精度，特别是在使用齿轮的情况下;它们可以通过手动或电子方式改变脉冲极性来快速反转;他们的快速停止能力;坚固性和可靠性;和低成本。

增加成本和简单性的因素是它们是开环的。这意味着不需要额外的传感器或反馈机制来确定轴的位置。

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