步進(jìn)電機(jī)作為位置控制的一種執(zhí)行裝置在許多場(chǎng)合都可能會(huì)用到，換句話說它是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成線位移或者角位移的一種特殊電機(jī)，比如在空調(diào)中就用到了微型的步進(jìn)電機(jī)用來用來調(diào)整空調(diào)的出風(fēng)口的扇葉的角度、以前電腦光驅(qū)的彈進(jìn)和彈出以及經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控機(jī)床上也會(huì)用到步進(jìn)電機(jī)。今天我們來聊一聊關(guān)于步進(jìn)電機(jī)的一些問題。步進(jìn)電機(jī)的分類步進(jìn)電機(jī)的種類有多種，總體來說可以分為反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)、永磁式步進(jìn)電機(jī)和混合式步進(jìn)電機(jī)三種，在這三種步進(jìn)電機(jī)當(dāng)中運(yùn)用最為廣泛的一種是混合式步進(jìn)電機(jī)，這種電機(jī)具有前兩種電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，比如混合式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩大、動(dòng)態(tài)性能好、控制位置的精度高，在工業(yè)上使用的比較廣泛，其外形如下圖所示。

步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理現(xiàn)在我們以四相永磁式步進(jìn)電機(jī)模型為例子來談?wù)劜竭M(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，我們先來瞧瞧步進(jìn)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，我們從圖中可以看到在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)里有一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的部分，它的民資叫“轉(zhuǎn)子”，為了更能說明問題，在每個(gè)轉(zhuǎn)子的齒上都編了一個(gè)號(hào)，從圖中可以看到它有六個(gè)齒。我們?cè)诳此耐馊κ遣晦D(zhuǎn)的，我們稱它是“定子”，在定子上有八個(gè)齒。我們從步進(jìn)電機(jī)的實(shí)物圖中可以看到，在定子的每個(gè)齒上都纏繞了一個(gè)線圈繞組，我們從步進(jìn)電機(jī)的示意圖可以看到，正對(duì)著兩個(gè)齒上的繞組它們是串聯(lián)在一起的，它們是可以同時(shí)得電和同時(shí)斷電的，這樣以來就形成了四相繞組。

我們?cè)谑疽鈭D上用A-B-C-D來標(biāo)注。因此這種步進(jìn)電機(jī)就叫“四相”步進(jìn)電機(jī)。我們假設(shè)先B相繞組閉合導(dǎo)通，這樣就會(huì)在所對(duì)應(yīng)的定子繞組齒上產(chǎn)生磁極，此時(shí)轉(zhuǎn)子的“0”號(hào)和“3”號(hào)離它們最近，這樣就會(huì)產(chǎn)生最強(qiáng)的吸引力。然后把B相斷開，接通C相時(shí)，轉(zhuǎn)子的“1”號(hào)和“4”號(hào)距離它們比較近，這樣它們就會(huì)與C相繞組對(duì)齊。這樣一來轉(zhuǎn)子就會(huì)按照逆時(shí)針的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度。如此以來，如果我們按照B相-C相-D相-A相的順序給步進(jìn)電機(jī)的繞組通電的話，這樣步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子就會(huì)按照逆時(shí)針的方向不停地運(yùn)轉(zhuǎn)。通過我們的分析可以知道，只要我們給步進(jìn)電機(jī)的電子繞組輸入一序列的電脈沖信號(hào)，那么步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子就會(huì)不停地轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，這就是步進(jìn)電機(jī)名稱的由來。

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器與步進(jìn)電機(jī)的接線我們知道步進(jìn)電機(jī)需要給繞組通入電脈沖，但是這個(gè)電脈沖需要有一定的幅值和寬度才可以使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，因此這就要給步進(jìn)電機(jī)加一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，對(duì)于微型步進(jìn)電機(jī)我們可以用三極管或者驅(qū)動(dòng)芯片來擔(dān)當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置，像我以前學(xué)單片機(jī)時(shí)，在學(xué)習(xí)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序的時(shí)候我曾經(jīng)親自用9012PNP三極管搭接了一個(gè)微型步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，如果用驅(qū)動(dòng)芯片的話可以用ULN2003A芯片也可以。但是如果是大功率的步進(jìn)電機(jī)，像幾十瓦到上百瓦功率的步進(jìn)電機(jī)就需要專用的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器了。步進(jìn)電機(jī)的接線我們以兩相雙極混合型步進(jìn)電機(jī)為例來說明它的接線方法，如果我們不知道這四根線的繞組，我們可以用萬用表的電阻檔去測(cè)量，若測(cè)得的兩根步進(jìn)電機(jī)引出線之間有阻值的話，則說明它們倆是同一繞組。

對(duì)于兩相雙極混合型步進(jìn)電機(jī)它有四根引出線，通過用萬用表測(cè)量會(huì)得出，其中紅色線和藍(lán)色線是阻值較小，它們是同一個(gè)繞組；同樣綠色線和黑色線阻值較小，它們倆也是同一繞組。接線時(shí)，只要把同一繞組的步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器上相應(yīng)輸出端子上，比如上圖中的A+和A-接在同一個(gè)繞組上，B+和B-接在另一個(gè)繞組上即可。接好后開機(jī)試車，如果轉(zhuǎn)向與我們的要求不一樣，只要把A+、A-和B+、B-對(duì)調(diào)就可以了。