全橋驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)原理，接線圖-KIA MOS管

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理

步進(jìn)電機(jī)屬于無(wú)刷直流（BLDC）電機(jī)，它按照等長(zhǎng)的步進(jìn)值逐步轉(zhuǎn)動(dòng)。

步進(jìn)電機(jī)又叫脈沖電機(jī)，基于最基本的電磁鐵原理，是一種可以自由回轉(zhuǎn)的電磁鐵，其動(dòng)作原理是依靠氣隙磁導(dǎo)的變化來(lái)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。它可以將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)角位移或線位移，每輸入一個(gè)脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度或前進(jìn)一步，其輸出的角位移或線位移與輸入的脈沖數(shù)成正比，轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。

雙極性步進(jìn)電機(jī)

雙極性步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化示意圖：

雙全橋驅(qū)動(dòng)電路圖

雙極性步進(jìn)電機(jī)具有三種控制模式：?jiǎn)蜗嗖竭M(jìn)、整步步進(jìn)和半步步進(jìn)。

五線步進(jìn)減速電機(jī)

下圖為五線步進(jìn)減速電機(jī)外形圖及接線示意圖，五線電機(jī)多出的一根線是公共電源線，接到外部的5V或者12V電源，這根線從電機(jī)內(nèi)部的兩個(gè)線圈的中間抽頭引出，并短接在一起。

五線的步進(jìn)電機(jī)可以通過(guò)達(dá)林頓管的方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，也是目前最為常見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)方式。在使用達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)時(shí)，線圈電流的方向都是固定的從公共端流入，再?gòu)牧硗獾乃母€的端口流出，這種驅(qū)動(dòng)方式也叫單極性驅(qū)動(dòng)。

四線步進(jìn)減速電機(jī)

下圖為四線步進(jìn)減速電機(jī)外形圖及接線示意圖，四線的步進(jìn)電機(jī)則需要通過(guò)全橋電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在正常驅(qū)動(dòng)時(shí)，線圈內(nèi)部電流有正、負(fù)兩個(gè)方向，這種驅(qū)動(dòng)方式也被稱為雙極性驅(qū)動(dòng)；

四線的步進(jìn)電機(jī)，廠家一般會(huì)在規(guī)格書(shū)上推薦用2-2相勵(lì)磁的方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；而五線的步進(jìn)電機(jī)則會(huì)建議使用1-2相勵(lì)磁的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)。

驅(qū)動(dòng)方式

每一步都是兩個(gè)線圈同時(shí)勵(lì)磁，故被稱為2-2相勵(lì)磁。線圈磁場(chǎng)方向也就是電機(jī)受力方向與電流方向存在固定的角度對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此電機(jī)的受力方向可以轉(zhuǎn)換成電流矢量合成圖來(lái)表示（見(jiàn)下圖）。該圖展示的是一個(gè)電氣周期/驅(qū)動(dòng)周期內(nèi)電流矢量的變化情況，A相電流和B相電流分別影響兩個(gè)不同方向分量的力矩。

在初始時(shí)刻，A相電流和B相電流同時(shí)為正，電流合成矢量指向STEP1，電機(jī)的轉(zhuǎn)子被吸引至STEP1方向上；

再下一步，A相電流由正變負(fù)，電流合成矢量指向了STEP2，電機(jī)轉(zhuǎn)子也被吸引至STEP2方向上，電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)了一個(gè)步距角。

再下一步，A相電流保持負(fù)，B相電流由正變負(fù)，電流合成矢量指向STEP3，電機(jī)轉(zhuǎn)子被吸引至STEP3方向上，電機(jī)再次轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步距角。

以此類(lèi)推，不斷的改變A、B相電流的方向，即可讓轉(zhuǎn)子持續(xù)的轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)4個(gè)步距角之后，又會(huì)回到STEP1的方向上，整個(gè)電氣周期共4步，被稱為四拍驅(qū)動(dòng)。

1-2相勵(lì)磁相較2-2相勵(lì)磁，多了單個(gè)線圈獨(dú)立勵(lì)磁，因此被稱為1-2相勵(lì)磁。

下圖是1-2相勵(lì)磁的勵(lì)磁順序表，對(duì)于五線的步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)線圈結(jié)構(gòu)會(huì)有些許差異，但驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的核心原則是不變的，原本一個(gè)可以產(chǎn)生兩個(gè)相反方向磁場(chǎng)的線圈被拆分成了兩個(gè)單極性線圈，分別產(chǎn)生兩個(gè)方向的磁場(chǎng)。

通過(guò)控制四個(gè)線圈的電流通斷，來(lái)控制電流合成矢量的方向，讓電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。在這種驅(qū)動(dòng)方式下，一個(gè)電氣周期共八拍，也被稱為八拍驅(qū)動(dòng)。

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