步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理
步進(jìn)電機(jī)屬于無刷直流（BLDC）電機(jī)，它按照等長的步進(jìn)值逐步轉(zhuǎn)動(dòng)。
步進(jìn)電機(jī)又叫脈沖電機(jī)，基于最基本的電磁鐵原理，是一種可以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵，其動(dòng)作原理是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。它可以將電脈沖信號轉(zhuǎn)化成相應(yīng)角位移或線位移，每輸入一個(gè)脈沖信號，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度或前進(jìn)一步，其輸出的角位移或線位移與輸入的脈沖數(shù)成正比，轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。
雙極性步進(jìn)電機(jī)
雙極性步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡化示意圖：
雙全橋驅(qū)動(dòng)電路圖
雙極性步進(jìn)電機(jī)具有三種控制模式：單相步進(jìn)、整步步進(jìn)和半步步進(jìn)。
五線步進(jìn)減速電機(jī)
下圖為五線步進(jìn)減速電機(jī)外形圖及接線示意圖，五線電機(jī)多出的一根線是公共電源線，接到外部的5V或者12V電源，這根線從電機(jī)內(nèi)部的兩個(gè)線圈的中間抽頭引出，并短接在一起。
五線的步進(jìn)電機(jī)可以通過達(dá)林頓管的方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，也是目前最為常見的驅(qū)動(dòng)方式。在使用達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)時(shí)，線圈電流的方向都是固定的從公共端流入，再從另外的四根線的端口流出，這種驅(qū)動(dòng)方式也叫單極性驅(qū)動(dòng)。
四線步進(jìn)減速電機(jī)
下圖為四線步進(jìn)減速電機(jī)外形圖及接線示意圖，四線的步進(jìn)電機(jī)則需要通過全橋電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在正常驅(qū)動(dòng)時(shí)，線圈內(nèi)部電流有正、負(fù)兩個(gè)方向，這種驅(qū)動(dòng)方式也被稱為雙極性驅(qū)動(dòng)；
四線的步進(jìn)電機(jī)，廠家一般會在規(guī)格書上推薦用2-2相勵(lì)磁的方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；而五線的步進(jìn)電機(jī)則會建議使用1-2相勵(lì)磁的方式來驅(qū)動(dòng)。
驅(qū)動(dòng)方式
每一步都是兩個(gè)線圈同時(shí)勵(lì)磁，故被稱為2-2相勵(lì)磁。線圈磁場方向也就是電機(jī)受力方向與電流方向存在固定的角度對應(yīng)關(guān)系，因此電機(jī)的受力方向可以轉(zhuǎn)換成電流矢量合成圖來表示（見下圖）。該圖展示的是一個(gè)電氣周期/驅(qū)動(dòng)周期內(nèi)電流矢量的變化情況，A相電流和B相電流分別影響兩個(gè)不同方向分量的力矩。
在初始時(shí)刻，A相電流和B相電流同時(shí)為正，電流合成矢量指向STEP1，電機(jī)的轉(zhuǎn)子被吸引至STEP1方向上；
再下一步，A相電流由正變負(fù)，電流合成矢量指向了STEP2，電機(jī)轉(zhuǎn)子也被吸引至STEP2方向上，電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)了一個(gè)步距角。
再下一步，A相電流保持負(fù)，B相電流由正變負(fù)，電流合成矢量指向STEP3，電機(jī)轉(zhuǎn)子被吸引至STEP3方向上，電機(jī)再次轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步距角。
以此類推，不斷的改變A、B相電流的方向，即可讓轉(zhuǎn)子持續(xù)的轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)4個(gè)步距角之后，又會回到STEP1的方向上，整個(gè)電氣周期共4步，被稱為四拍驅(qū)動(dòng)。
1-2相勵(lì)磁相較2-2相勵(lì)磁，多了單個(gè)線圈獨(dú)立勵(lì)磁，因此被稱為1-2相勵(lì)磁。
下圖是1-2相勵(lì)磁的勵(lì)磁順序表，對于五線的步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)線圈結(jié)構(gòu)會有些許差異，但驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的核心原則是不變的，原本一個(gè)可以產(chǎn)生兩個(gè)相反方向磁場的線圈被拆分成了兩個(gè)單極性線圈，分別產(chǎn)生兩個(gè)方向的磁場。
通過控制四個(gè)線圈的電流通斷，來控制電流合成矢量的方向，讓電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。在這種驅(qū)動(dòng)方式下，一個(gè)電氣周期共八拍，也被稱為八拍驅(qū)動(dòng)。
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