什麽是步進電機?介紹結構、種類、使用方法 (驅動方式、控制方法)、優點和特點

1.什麽是步進電機(脈衝馬達、步進馬達)

步進馬達是控制馬達的一種，通過切換電流流動相，像鐘表一樣以一定角度移動並旋轉。無需感測器即可定位。有時也稱為脈衝馬達、步進、步進馬達等。

2.步進電機的種類

步進馬達依結構分為2相、3相、5相。
對於像時鐘一樣旋轉的步進馬達來說，一個脈衝所能移動的角度稱為「標準步距角」。參考步距角越細，運動越平滑越精確。

3.步進電機的驅動方式·驅動器

驅動步進電機需要驅動器。制作驅動器時需要註意的是，在2相的情況下，根據是雙極驅動還是單極驅動，驅動器的驅動電路會有所不同。3相和5相需要能夠雙向傳輸電流的驅動器。

另外，2相及3相步進馬達由於繞組結構簡單，因此即使廠商不同，也可利用相同的驅動電路轉動馬達。但是，5相步進電機的繞組結構復雜，轉動電機所需的相的組合和順序也不是一套。因此，對於5相步進電機，需要註意配套的驅動器。

4.步進電機的控制、移動方法

首先，脈衝指令訊號是重複接通/斷開電壓（HI/LOW）的電訊號。 HI/LOW 的一個週期算一個脈衝。
從上位控制器等向驅動器輸入脈衝訊號，透過脈衝訊號的數量來控制旋轉角度。

步進電機的速度控制

轉速由脈衝數的密度控制。1個脈衝旋轉1個基準階躍角時，1秒發送10個脈衝比1秒發送1個脈衝旋轉1秒的角度大。因此，脈衝頻率越高，旋轉速度越快。

步進電機的位置控制

最近的驅動器開始採用微步進方式，通過精細控制相中流過的電流量，能夠以小於馬達基準步進角的角度進行定位，能夠進行更精細的位置控制。

• 全步進控制:以1個脈衝移動基準步進角。
• 半步控制:1個脈衝1/2基準步長角移動。
• 1/n微步進控制:1個脈衝1/n基準步進角移動。

5.步進電機的優點和優點

優勢1:易於控制

只需正確打開/關閉驅動器的晶體管即可輕松轉動。只需加快開/關時間即可輕松提高轉速。

優勢2:簡化係統

由於可利用輸入驅動器的脈衝及其頻率輕松控制馬達，因此無需復雜的控制器。另外，通過步進電機的最大特點“無需檢測器即可控制位置和速度”，可簡化係統。

優勢3:構建成本低廉的係統

由於驅動程序簡單且不需要探測器並且不需要復雜的控制器，因此可以廉價地構建係統。

優勢4:穩定停機

由於步進馬達是利用磁力使馬達停止的，因此會產生停止力 (保持扭矩)，因此能夠穩定停止。

6.步進電機的用途例

步進電機雖然在日常生活中不能直接接觸到我們的眼睛，但卻在許多“機器中”工作，在各種場景中支持著我們的生活。它實際上用於哪裡?典型的例子如下。

• 機械人使用的步進電機
• 3D印表機中使用的步進電機
• 復印機使用的步進電機
• 基板檢查裝置中使用的步進電機
• 自動檢票機使用的步進電機
• 線材加工機使用的步進電機
• 開槽機使用的步進電機
• 起重機遊戲中使用的步進電機
• 監視攝像機使用的步進電機

欲了解更多信息，請查看“什麼是步進電機？步進電機的應用和使用示例”。​

7.步進電機的特徵·註意點

註意點1:失調

雖然不需要感測器，但由於沒有確認位置，即使沒有按照指令移動 (失調) 時也不會註意到。與採用閉環控制的伺服馬達相比，可靠性較低。

註意事項2:高熱

由於在停止過程中也會產生保持扭矩，因此會發熱。

註意事項3:振動

每隔一定角度旋轉的馬達，由於是像上下樓梯一樣一段一段地移動，因此移動時肯定會產生振動。

8.伺服電機和步進電機的比較

發布日期：2021-03-15 00:00