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1 前言

步進電機是我們最常用的執行機構之一，下面簡單介紹一下步進電機的驅動方法，使用的驅動芯片的THB7128，設置的是128細分。

1.1 步進電機簡介

步進電機是一種專門用于速度和位置精確控制的特種電機，將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件，它的旋轉是以固定的角度（稱為步距角）一步一步運行的，故稱步進電機。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉過一個步距角。這一線性關系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點，使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。

1.2 步進電機分類及結構

1、步進電機按轉子的結構分三種：永磁式（PM），反應式（VR）和混合式（HB）。

圖1永磁式

永磁式步進電機一般為兩相，轉矩和體積較小，步進角一般為7.5度或15度；價格便宜，精度差。

圖2 反應反應式步進電機

反應式步進電機不用永磁鐵，轉子是導磁體，一般是硅鋼片或電工純鐵棒，定子通電時，磁極磁化，吸引轉子齒產生轉矩，只有吸引轉矩，不像永磁鐵有吸引和排斥轉矩。一般為三相，可實現大轉矩輸出，步進角一般為1.5度，但噪聲和振動都很大。在歐美等發達國家80 年代已被淘汰；

圖3

圖4

混合式步進電機值得是PM和VR型步進電機復合的意思，轉子被對稱的分為兩段，中間充磁，一端為N一端充S，在磁鐵上加兩個導磁體齒盤，彼此互相錯開半個齒。一般常用的為50個齒。與PM步進電機的區別是，PM型如果要提高分辨率，只能增加磁極對數，通常最高只能分布24極，再增加就會增加漏磁通，降低轉矩。混合式混合了永磁式和反應式的優點，分為兩相、三相和五相，兩相步進角一般為1.8 度而五相步進角一般為 0.72 度。這種步進電機的應用最為廣泛。

2、結構

圖5兩相混合式步進電機的結構

步進電機一般由轉子（轉子鐵芯、永磁體、轉軸、滾珠軸承），定子（繞組、定子鐵芯），前后端蓋等組成。最典型兩相混合式步進電機的定子有8個大齒，40個小齒，轉子有50個小齒。

3、轉動原理

圖17

為產生小步距角，定、轉子都做成多齒的，圖中轉子50個齒，轉子的五個齒等于360/ 50=7.2°，齒寬、齒槽各3.6° 。定子是 8個磁極，但每個磁極上也有五個齒，定子共40個齒。為使轉、定子的齒對齊，定子磁極上的小齒，齒寬和齒槽和轉子相同。定子五個齒，齒距7.2度，B 相和 A 相差45°，含 45°/7.2° =6.25 齒，當A 相的轉子、定子的五個小齒對齊時，間隔6.25個齒，B 相一定不能對齊，差0.25個齒，即1.8度。

工作原理：假設是單兩拍通電工作方式。

（1）A 相通電時，定子A 相的五個小齒和轉子對齊。此時，B 相和 A 相空間差45°，含 45°/7.2° =6.25 齒。所以，A 相的轉子、定子的五個小齒對齊時，B 相不能對齊，B相的轉子、定子相差 1/4 個齒（1.8°）。

（2）A 相斷電、B 相通電后，轉子只需轉過1/4個齒（1.8°），使 B 相轉子、定子對齊。

同理，A相通電再轉1.8 ° ……

若工作方式改為雙相四拍，則每通一個電脈沖，轉子只轉 0.9° 。