看完這篇秒懂！步進(jìn)電機(jī)知識(shí)

實(shí)際上，并非所有步進(jìn)電機(jī)都具有相同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（或構(gòu)造），因?yàn)椴煌姍C(jī)的轉(zhuǎn)子和定子配置都不同。

轉(zhuǎn)子

• 永磁轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子為永磁體，與定子電路產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)齊。這種轉(zhuǎn)子可以保證良好的扭矩，并具有制動(dòng)扭矩。這意味著，無(wú)論線圈是否通電，電機(jī)都能抵抗（即使不是很強(qiáng)烈）位置的變化。但與其他轉(zhuǎn)子類(lèi)型相比，其缺點(diǎn)是速度和分辨率都較低。圖3顯示了永磁步進(jìn)電機(jī)的截面圖。

• 可變磁阻轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子由鐵芯制成，其形狀特殊，可以與磁場(chǎng)對(duì)齊（請(qǐng)參見(jiàn)圖1和圖2）。這種轉(zhuǎn)子更容易實(shí)現(xiàn)高速度和高分辨率，但它產(chǎn)生的扭矩通常較低，并且沒(méi)有制動(dòng)扭矩。
• 混合式轉(zhuǎn)子：這種轉(zhuǎn)子具有特殊的結(jié)構(gòu)，它是永磁體和可變磁阻轉(zhuǎn)子的混合體。其轉(zhuǎn)子上有兩個(gè)軸向磁化的磁帽，并且磁帽上有交替的小齒。這種配置使電機(jī)同時(shí)具有永磁體和可變磁阻轉(zhuǎn)子的優(yōu)勢(shì)，尤其是具有高分辨率、高速度和大扭矩。當(dāng)然更高的性能要求意味著更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和更高的成本。
• 圖3顯示了這種電機(jī)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化示意圖。線圈A通電后，轉(zhuǎn)子N磁帽的一個(gè)小齒與磁化為S的定子齒對(duì)齊。與此同時(shí)，由于轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子S磁帽與磁化為N的定子齒對(duì)齊。盡管步進(jìn)電機(jī)的工作原理是相同的，但實(shí)際電機(jī)的結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，齒數(shù)要比圖中所示的更多。大量的齒數(shù)可以使電機(jī)獲得極小的步進(jìn)角度，小至0.9°。

• 晶體管橋：從物理上控制電機(jī)線圈電氣連接的設(shè)備。晶體管可以看作是電控?cái)嗦菲?，它閉合時(shí)線圈連接到電源，線圈中才有電流通過(guò)。每個(gè)電機(jī)相位都需要一個(gè)晶體管電橋。

預(yù)驅(qū)動(dòng)器：控制晶體管激活的設(shè)備，它由MCU控制以提供所需的電壓和電流。MCU：通常由電機(jī)用戶(hù)編程控制的微控制器單元，它為預(yù)驅(qū)動(dòng)器生成特定信號(hào)以獲得所需的電機(jī)行為。

• Step/Direction （步進(jìn)/方向） –在Step引腳上發(fā)送一個(gè)脈沖，驅(qū)動(dòng)器即改變其輸出使電機(jī)執(zhí)行一次步進(jìn)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向則由Direction引腳上的電平來(lái)決定。
• Phase/Enable（相位/使能） –對(duì)每相的定子繞組來(lái)說(shuō)，Enable決定該相是否通電， Phase決定該相電流方向，。
• PWM – 直接控制上下管FET的柵極信號(hào)。

• 擁有電壓控制功能，驅(qū)動(dòng)器可以調(diào)節(jié)繞組上的電壓，產(chǎn)生的扭矩和步進(jìn)速度僅取決于電機(jī)和負(fù)載特性。
• 電流控制驅(qū)動(dòng)器更加先進(jìn)，因?yàn)樗鼈兛梢哉{(diào)節(jié)流經(jīng)有源線圈的電流，更好地控制產(chǎn)生的扭矩，從而更好地控制整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為。