进电动机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(这个角度叫做歩距角)。我们可以通过控制脉冲的个数来控制电机的角位移量，从而达到精确定位的目的;同时还可以通过控制脉冲频率来控制电动机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

一：线、相、极性

“相” 就是说明步进电机有几个线圈(也叫做绕组)。

“线” 就是说明步进电机有几个接线口。

“极性” 分为 单极性 和 双极性。如果步进电机的线圈是可以双向导电的，那么这个步进电机就是双极性的，相反，如果步进电机的线圈是只允许单向导电的，那么这个步进电机就是单极性的。

上面的三个只要知道其中两个，就可以推断出第三个。

如：

五线四相步进电机 就是有5个接线口，4个线圈。

由于有五个接线头，即接线头的个数是奇数个，也就是说有一个接线头是公共接头，所以它的线圈的导电方式就只允许是 单向的 ，即这个步进电机是单极性的。如下图：

四线双极性步进电机就是有4个接线口，导电方式是允许双向的。

由于有四个接线口，且导电方式是双向的，所以这个步进电机是两相的。

二、步进电机的步进方式：单拍、双拍、单双拍

1、单拍：(单四拍工作方式)

单拍工作方式就是说每次只给一个线圈通电，通过改变每次通电的线圈从而使步进电机转动。

先说五线四相步进电机，假设它的四个线圈叫做 A、B、C、D，那么在单拍工作方式下，线圈的通电方式依次是：A、B、C、D;

然后是四线双极性步进电机，假设它的两个线圈叫做 A、B，那么在单拍工作模式下，线圈依次是：A、B、-A、-B;

【注】A、B指的是A、B线圈通正向电流，-A、-B指的是A、B线圈通反向电流。由于五线四相步进电机无法通反向电流，所以只有A、B、C、D。

当然上面说的都仅仅只是理论，我们记忆的话自然有简便方法：

下面是五线四相步进电机：

下面是四线双极性步进电机：

2、双拍：(双四拍工作方式)

双拍工作方式就是：每次给两个线圈通电，通过改变通电的线圈从而使步进电机转动。

五线四相步进电机：在双拍工作方式下，线圈的通电方式依次是：AB、BC、CD、DA;

四线双极性步进电机，在双拍工作模式下，线圈的通电方式依次是：AB、B-A、-A-B、-BA;

大家很容易找出规律吧。

3、单双拍(八拍工作方式)

单双拍工作方式就是单拍工作方式和双拍工作方式交替进行。

五线四相步进电机：A、AB、B、BC、C、CD、D、DA;

四线双极性步进电机：A、AB、B、B-A、-A、-A-B、-B、-BA;

大家只要对照上面我画的那张图，就可以会很容易的记住了。

最后再说一下步距角：

步进电机

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机，是现代数字程序控制系统中的主要执行元件，应用极为广泛。。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。

虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。

步进电动机的工作原理

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。电机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。所以每个齿的齿距为θE=360º/40=9º，而定子每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，那么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。接着停止对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。依次类推，当三相绕组按A→B→C→A顺序循环通电时，转子会按顺时针方向，以每个通电脉冲转动3º的规律步进式转动起来。若改变通电顺序，按A→C→B→A顺序循环通电，则转子就按逆时针方向以每个通电脉冲转动3º的规律转动。因为每一瞬间只有一相绕组通电，并且按三种通电状态循环通电，故称为单三拍运行方式。单三拍运行时的步矩角θb为30º。三相步进电动机还有两种通电方式，它们分别是双三拍运行，即按AB→BC→CA→AB顺序循环通电的方式，以及单、双六拍运行，即按A→AB→B→BC→C→CA→A顺序循环通电的方式。六拍运行时的步矩角将减小一半。反应式步进电动机的步距角可按下式计算：

θb=360º/NEr (1)

式中 Er——转子齿数;

N——运行拍数，N=km，m为步进电动机的绕组相数，k=1或2。

步进电动机分类

步进电机从其结构形式上可分为反应式步进电机(Variable Reluctance，VR)、永磁式步进电机Permanent Magnet,PM)、混合式步进电机(Hybrid Stepping,HS)、单相步进电机、平面步进电机等多种类型,在我国所采用的步进电机中以反应式步进电机为主。步进电机的运行性能与控制方式有密切的关系,步进电机控制系统从其控制方式来看,可以分为以下三类：开环控制系统、闭环控制系统、半闭环控制系统。半闭环控制系统在实际应用中一般归类于开环或闭环系统中。

反应式：定子上有绕组、转子由软磁材料组成。结构简单、成本低、步距角小，可达1.2°、但动态性能差、效率低、发热大，可靠性难保证。

永磁式：永磁式步进电机的转子用永磁材料制成，转子的极数与定子的极数相同。其特点是动态性能好、输出力矩大，但这种电机精度差，步矩角大(一般为7.5°或15°)。

混合式：混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点，其定子上有多相绕组、转子上采用永磁材料，转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。其特点是输出力矩大、动态性能好，步距角小，但结构复杂、成本相对较高。

按定子上绕组来分，共有二相、三相和五相等系列。最受欢迎的是两相混合式步进电机，约占97%以上的市场份额，其原因是性价比高，配上细分驱动器后效果良好。该种电机的基本步距角为1.8°/步，配上半步驱动器后，步距角减少为0.9°，配上细分驱动器后其步距角可细分达256倍(0.007°/微步)。由于摩擦力和制造精度等原因，实际控制精度略低。同一步进电机可配不同细分的驱动器以改变精度和效果。