直流电机工作原理图解揭秘步进电机的运行奥秘
导语：步进电机，以其精准定位、高转矩、高效能的优势，在自动化设备中占据了重要位置。它的工作原理可以简化为磁场交互和电流施加两大方面。
一、步进电机工作原理
首先，通过磁场交互产生转动，这涉及到定子与转子的相互作用。定子由线圈组成，固定在外部，而转子带有永磁体或铁芯。当电流通过定子的线圈时，便生成一个磁场，该磁场与转子上的极相互作用，从而产生力矩，使得转子旋转。这一旋转角度受电流施加方式和相互作用方式所决定。
其次，步进电机通过精确控制来实现移动。通常，它们按照固定的步距运动，即每次施加电流都会使得转子旋轉一个固定的角度。这一步距由机械结构和线圈绕组决定。单相步进电机仅需一个线圈，每次施加后只会旋轉固定的角度；多相步进電機则有多个線圈，依次施加以控制轉子的轉動，其具有更高的轉矩和精度。
尽管步進電機已廣泛應用，但它並非像直流或交流電機那樣直接使用。在運行時，它需要一個由双环形脉冲信号、功率驱动電路等组成的复杂系统才能发挥最优性能。而且，由于生产技術人員稀缺，大部分制造商仅停留在仿制阶段，对用户造成不少困扰。本文将以感应式步進電機為例深入探討其基本工作原理，以期對選型、使用及整體改進提供幫助。
二、歩進電機與伺服電機之間有什么不同
控制精度差异显著。一侧混合式踏片驅動器（例如两侧或三侧）提供较小的分辨率，比如1.8°或1.2°；另一方面，伺服系統利用编码器追踪轴位置，可以达到0.036°级别。
矩频特性不同：歩進電機输出力矩随着速度增加而下降，并且在较高速度时急剧下降，因此它们通常设计为0-900RPM范围内运行；而伺服系統则能够恒久输出额定力矩，无论是在1000-3000RPM范围内。
过载能力差異明显。
运行性能也存在差异：由于是开环控制，歩進電子可能会出现丢失同步的问题，当启动频率过高或者负载过重时。此外，在停止过程中，如果速度过快，也容易引起冲击现象。而闭环系统中的伺服驱动器能够实时修正这些问题，并提供更加可靠的控制性能。
加速响应时间也有所不同：从静止到达最大速度，一般来说走査盘驱动器需要几百毫秒，而现代伺服系统几乎可以瞬间达到最大速度，从零到3000RPM只需数毫秒时间。