步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的開環(huán)控制元件。在非過載情況下，電機的轉(zhuǎn)速和停止位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，不受負載變化的影響，即當一個脈沖信號加到電機上時，電機轉(zhuǎn)動一個步進角。步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的開環(huán)控制電機。它是現(xiàn)代數(shù)字程控系統(tǒng)的主要執(zhí)行部件，應(yīng)用廣泛。

在非過載情況下，電機的轉(zhuǎn)速和停止位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，不受負載變化的影響。步進驅(qū)動器接收到脈沖信號后，驅(qū)動步進電機在設(shè)定的方向旋轉(zhuǎn)一個固定的角度，稱為“步角”，其旋轉(zhuǎn)以固定的角度步進運行。角位移可以通過控制脈沖數(shù)來控制，從而達到精確定位的目的；同時，可以通過控制脈沖頻率來控制電機的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。

操作原理

通常，電機的轉(zhuǎn)子是永磁體。當電流流過定子繞組時，定子繞組產(chǎn)生矢量磁場。磁場會帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一個角度，使轉(zhuǎn)子的一對磁場的方向與定子的方向一致。定子的矢量磁場旋轉(zhuǎn)一個角度時。轉(zhuǎn)子也隨磁場旋轉(zhuǎn)一個角度。每次輸入電脈沖，電機都會旋轉(zhuǎn)一個角度向前移動。其輸出角位移與輸入脈沖數(shù)成正比，其轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電順序，電機就會反轉(zhuǎn)。因此，控制脈沖的數(shù)量和頻率以及電機各相繞組的通電順序可以用來控制步進電機的旋轉(zhuǎn)。

加熱原理

一般各種電機內(nèi)部都有鐵芯和繞組線圈。繞組有電阻，上電會產(chǎn)生損耗，損耗與電阻和電流的平方成正比。這就是我們常說的銅損。如果電流不是標準的DC或正弦波，也會產(chǎn)生諧波損耗；鐵芯有磁滯渦流效應(yīng)，在交變磁場中也會產(chǎn)生損耗。其大小與材料、電流、頻率、電壓有關(guān)，稱為鐵損。銅損和鐵損都以熱的形式表現(xiàn)出來，影響電機的效率。步進電機一般追求定位精度和轉(zhuǎn)矩輸出，效率低，電流大，諧波成分高，電流交變的頻率也隨轉(zhuǎn)速變化。所以步進電機普遍發(fā)熱，比普通交流電機更嚴重。

步進電機接線圖

四相步進電機接線圖

8線步進電機接線圖

當沒有電機規(guī)格時，可以用萬用表確認電機8引線的極性。具體步驟如下：

A.首先用萬用表測量8根導(dǎo)線之間的電阻，可以判斷4組線圈導(dǎo)線；

B.因為電機只能用1、6、2、8或1、6、7、4個線圈正常旋轉(zhuǎn)，所以從4個線圈中選擇2個，并將其連接到驅(qū)動器；

如果電機不轉(zhuǎn)，說明這兩組線圈是A相線圈；另外兩個線圈是B相的兩個線圈；

如果電機旋轉(zhuǎn)，說明兩個線圈一個是A相，一個是B相線圈。

C.連接兩組線圈以旋轉(zhuǎn)電機后，從剩余的兩個線圈中選擇一個線圈，并將其與a相線圈串聯(lián)。如果電機正常旋轉(zhuǎn)，則表示該線圈是另一個a相線圈；

如果電機不轉(zhuǎn)，則切換該線圈的正負極，再試一次。如果電機不轉(zhuǎn)，這個線圈就是B相的另一個線圈。

D.使用與上述相同的方法，可以確定最后一個線圈的極性。

四相八線步進電機連接：F1、F2接勵磁電源，H1、C1用導(dǎo)線連接，H2、C2接d C電源。如果需要反向，只需改變連接方式，即連接H1和C2，連接H2和C1到d C電源。

四相八線制步進電機與兩相四線制步進電機的區(qū)別

兩相步進電機定子上只有兩個繞組和四根出線，整步1.8，半步0.9。在驅(qū)動器中，只需要控制兩相繞組的通斷和電流方向。四相步進電機定子上有四個繞組和八根出線，整步為0.9，半步為0.45。但是驅(qū)動器中需要控制四個繞組，電路比較復(fù)雜。