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步進電機是一種通過電脈沖信號控制旋轉(zhuǎn)運動的電機，其工作原理基于電磁感應(yīng)和轉(zhuǎn)子齒與定子磁場的相互作用，具體過程如下：
1. 基本結(jié)構(gòu)
定子：由若干對磁極（繞組）組成，通常為兩相、三相或五相繞組（如 A 相、B 相、C 相），繞組按一定規(guī)律分布在電機圓周上。
轉(zhuǎn)子：由帶齒的永磁體或軟磁材料制成（不同類型步進電機結(jié)構(gòu)不同），齒的數(shù)量決定了電機的步距角（如常見的 50 齒、100 齒等）。
2. 工作機制
（1）脈沖信號驅(qū)動定子繞組
當(dāng)驅(qū)動器向定子繞組通入脈沖電流時，繞組會產(chǎn)生交變磁場。例如，兩相步進電機的繞組按順序通電（如 A 相→B 相→-A 相→-B 相循環(huán)），每次通電都會在定子上形成一個特定方向的磁場。
（2）轉(zhuǎn)子齒與定子磁場對齊
轉(zhuǎn)子在定子磁場的作用下，會因磁阻最小原理（轉(zhuǎn)子齒傾向于對準(zhǔn)定子磁極，使磁路磁阻最?。┒D(zhuǎn)動。每輸入一個脈沖信號，定子磁場按設(shè)定順序切換一次，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動一個固定的角度，這個角度稱為步距角（公式：步距角 = 360°/（轉(zhuǎn)子齒數(shù) × 相數(shù) × 細(xì)分倍數(shù)））。
舉例：若轉(zhuǎn)子有 100 齒，兩相電機不細(xì)分時，步距角 = 360°/（100×2）=1.8°，即每接一個脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動 1.8°。
（3）細(xì)分技術(shù)提升精度
通過細(xì)分驅(qū)動器，可將一個脈沖細(xì)分為多個微步。例如，將 1.8° 步距角進行 10 細(xì)分后，電機每接一個脈沖轉(zhuǎn)動 0.18°，從而顯著提高運動精度和平滑度。
3. 關(guān)鍵特性
開環(huán)控制：無需編碼器反饋，僅通過脈沖數(shù)量和頻率控制轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速，結(jié)構(gòu)簡單、成本低。
自鎖能力：當(dāng)繞組通電時，轉(zhuǎn)子會被磁場鎖定在當(dāng)前位置，具有保持轉(zhuǎn)矩（斷電后鎖定消失）。
轉(zhuǎn)速與脈沖頻率相關(guān)：脈沖頻率越高，電機轉(zhuǎn)速越快（需在電機允許的頻率范圍內(nèi)，否則可能丟步）。