前言

如圖所示，用機(jī)器來畫圖

問題來了，它怎么知道該如何畫？

或許有人會(huì)說：編程啊！

沒錯(cuò)就是編程（可以是C，C++，python）

然后步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器將程序轉(zhuǎn)為一系列脈沖信號(hào)來控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)

為什么用步進(jìn)電機(jī)來畫畫呢？

因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)能精確到1.8°之差，能旋轉(zhuǎn)到特定的角度

正因?yàn)檫@個(gè)特性，用步進(jìn)電機(jī)來畫畫就很準(zhǔn)確，不僅如此，在自動(dòng)化設(shè)備中大部分采用的也是步進(jìn)電機(jī)

下面，具體來展開說說步進(jìn)電機(jī)是如何工作的？

什么是步進(jìn)角？

現(xiàn)在將4塊磁鐵擺成十字，并在其中放入一塊NS永磁體，如圖所示

現(xiàn)在將A磁鐵靠近永磁體，就會(huì)用磁鐵發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)90度

同樣的，釋放A磁鐵，讓B磁鐵靠近永磁體也會(huì)旋轉(zhuǎn)90度

這樣如此往復(fù)旋轉(zhuǎn)一圈，步進(jìn)角為90度

但是這90°的步進(jìn)角太大了（只能確定4個(gè)方位），根本不能旋轉(zhuǎn)到特定的位置

現(xiàn)在將AB磁鐵同時(shí)靠近永磁體，這樣永磁體為了保持平衡就會(huì)旋轉(zhuǎn)45°

現(xiàn)在將A磁鐵釋放，永磁體將會(huì)在旋轉(zhuǎn)45°

通過這樣的方式，步進(jìn)角就變成了45°（可以確定8個(gè)方位）

現(xiàn)在用線圈來代替磁鐵（這樣就可以通過改變電流的方向及強(qiáng)度來控制磁場）

為什么旋轉(zhuǎn)能精準(zhǔn)呢？

假如轉(zhuǎn)子是S極并50個(gè)齒輪，定子也是50個(gè)齒輪

現(xiàn)在將定子去掉2個(gè)齒輪為48個(gè)齒輪（每6個(gè)齒輪為一組，一共有8組）

可以看出每一組的間距為1.8°

可以看出每一組的定子都與外殼固定了，并且每個(gè)線圈分別纏繞是四個(gè)定子（十字形），最后引出了兩根線圈（1357為第一個(gè)線圈，2468為第二個(gè)線圈）

注意：15和37的磁性是相反的，26和48的磁性也是相反的

當(dāng)?shù)?個(gè)定子與轉(zhuǎn)子對(duì)齊時(shí)

第2個(gè)定子與轉(zhuǎn)子相差1.8度

第3個(gè)定子與轉(zhuǎn)子相差3.8度，后面的以此類推累加1.8度

①：給第1個(gè)線圈正向通電時(shí)，1號(hào)和5號(hào)定值為N極，吸引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)1.8°

②：給第2個(gè)線圈正向通電時(shí)，2號(hào)和6號(hào)的定子為N極吸引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)1.8°

③：給第1個(gè)線圈反向充電時(shí)，3號(hào)和7號(hào)的定子為N極，吸引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)1.8°

④：給第2個(gè)線圈反向充電時(shí)，4號(hào)和8號(hào)的電子為N極，吸引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)1.8°

這4步為一個(gè)循環(huán)，一共轉(zhuǎn)7.2°

增加扭矩

現(xiàn)在我們基本搞懂了步進(jìn)電機(jī)的工作原理了，但是實(shí)際應(yīng)用過程中如果步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)一個(gè)很重的物體的話會(huì)帶不動(dòng)原因也很簡單，可能是動(dòng)力不足，或者是物體太重

那為何不妨再通過增加一個(gè)磁鐵來增強(qiáng)扭矩呢？

如圖是一個(gè)NS的永磁體，他們之間的齒輪是互相錯(cuò)開的（即相差3.6°）

從前面看轉(zhuǎn)子是S級(jí)，當(dāng)1號(hào)和5號(hào)為N級(jí)時(shí)（3號(hào)和7號(hào)為N級(jí)），轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)1.8度

從后面看轉(zhuǎn)子是N級(jí)，當(dāng)1號(hào)和5號(hào)為N級(jí)時(shí)（3號(hào)和7號(hào)為N極），因?yàn)橥蛳喑猓愋韵辔藭r(shí)轉(zhuǎn)子又轉(zhuǎn)動(dòng)1.8°

這樣扭矩就增大了

總結(jié)

通過輸出脈沖信號(hào)能控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)到特定的角度

在一般工業(yè)自動(dòng)化的設(shè)備中，多數(shù)都是采用步進(jìn)電機(jī)（好處是只需通過編程就能實(shí)現(xiàn)特定角度，而無需加傳感器這些外設(shè)）

審核編輯：湯梓紅