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步进电机原理
步进电机是一种能够将电能转化为机械运动的电机。
其原理基于电磁学和磁学的相互作用。
步进电机主要由定子和转子两部分组成。
定子上布置有若干对固定的电磁线圈，线圈上通以脉冲电流。
转子上装有磁铁，磁铁的数量通常是奇数。
当给定子上的电线圈通以电流时，该线圈就会产生磁场。
根据安培力的作用，转子上的磁铁会被电磁线圈的磁力所吸引或排斥，从而产生转动力矩。
当电流停止通入时，转子就会停止转动。
步进电机的运动一般是通过脉冲方式控制的。
每当给定子上的电线圈通入电流时，转子就会转动一个固定的角度，这个角度被称为步距角，通常为1.8度或0.9度。
通过将脉冲信号输入
到电机控制器中，可以控制步进电机旋转的方向和步距角的大小。
步进电机具有精度高、转速可调节、响应快等优点，因此广泛应用于数控机床、打印机、自动化设备等领域。
但由于其无位置反馈功能，容易出现失步现象，对工作环境要求较高。
因此，在应用步进电机时，需要注意选择合适的控制方式和控制器，以保证其正常运行。
步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或者线位移的机电元件。
步进电动机的输入量是脉冲序列，输出量则为相应的增量位移或者步进运动。
正常运动情况下，它每转一周具有固定的步数；做连续步进运动时，其旋转转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系，不受电压波动和负载变化的影响。
由于步进电动机能直接接受数字量的控制，所以特殊适宜采用微机进行控制。
图1 三相反应式步进电动机的结构示意图1 ——定子2——转子3——定子绕组{{分页}}图1 是最常见的三相反应式步进电动机的剖面示意图。
机电的定子上有六个均布的磁极，其夹角是60º。
各磁极上套有线圈，按图1 连成A、B、C 三相绕组。
转子上均布40 个小齿。
所以每一个齿的齿距为θ E=360º/40=9º，而定子每一个磁极的极弧上也有5 个小齿，且定子和转子的齿距和齿宽均相同。
由于定子和转子的小齿数目分别是30 和40，其比值是一分数，这就产生了所谓的齿错位的情况。
若以A 相磁极小齿和转子的小齿对齐，如图1，那末B 相和C 相磁极的齿就会分别和转子齿相错三分之一的齿距，即3º。
因此，B、C 极下的磁阻比A 磁极下的磁阻大。
若给B 相通电，B 相绕组产生定子磁场，其磁力线穿越B 相磁极，并力图按磁阻最小的路径闭合，这就使转子受到反应转矩(磁阻转矩) 的作用而转动，直到B 磁极上的齿与转子齿对齐，恰好转子转过3º；此时A、C 磁极下的齿又分别与转子齿错开三分之一齿距。
接着住手对B 相绕组通电，而改为C 相绕组通电，同理受反应转矩的作用，转子按顺时针方向再转过3º。
挨次类推，当三相绕组按A一B一C一A 顺序循环通电时，转子会按顺时针方向，以每一个通电脉冲转动3º的规律步进式转动起来。
若改变通电顺序，按A一C一B一A 顺序循环通电，则转子就按逆时针方向以每一个通电脉冲转动3º的规律转动。
因为每一瞬间惟独一相绕组通电，并且按三种通电状态循环通电，故称为单三拍运行方式。
步进电机运行原理
步进电机，又称脉冲式电机，是指在驱动电路的控制下，步进电机每步（步）转一格的同时发出一次脉冲信号，其转速与所发脉冲数成正比。
由于每步的步进值是事先规定好的，且步进电机只能以固定的步进值转动，故称为“步进”电机。
其原理是通过对脉冲信号的接收、译码、比较及执行等一系列过程而实现准确定位、无超调、无振动等。
步进电机按输入脉冲数分为单周期、双周期和多周期三种。
通常以单相输入脉冲数为例，将输入的脉冲数乘以电机的转一圈所需时间即可得到电机旋转一周所需的脉冲数。
步进电机又称编码器，其工作原理是把待测位置的信息转换成电信号（脉冲）输出，然后根据该信号控制步进电机转动一圈。
步进电机工作时，电磁铁的气隙中产生一个与输入脉冲相对应的脉冲信号（电平），由专用电路将该信号转换为电平，驱动步进电动机转子旋转一定角度后停止。
此时电磁铁所吸起的位置称为输入位置。
由于电机转动一周只需一步，所以叫做步进。
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