菜鳥聊機器人-搞懂步進電機的工作原理

這段時間我們在加緊對產品進行版本升級，這周的工作會議上我就發現了不少優秀的軟體成果，說它優秀當然是在軟體功能、互動體驗、畫面呈現等方面都很突出，但最重要的還是在內容的表達層面照比上一個版本有了質的提升，也終於讓我有機會搞懂了一直以來在電機知識上的疑問，今天讓我們一起走進步進電機的世界。

簡介

步進電機是直流無刷電動機的一種，為具有如齒輪狀突起（小齒）相鍥合的定子和轉子，可藉由切換流向定子線圈中的電流，以一定角度逐步轉動的電機。它採用開回路控制處理，不需要運轉量感測器或編碼器，且切換電流觸發器的是脈衝訊號，不需要位置檢出和速度檢出的裝置，所以步進電機可正確地依比例隨脈衝訊號而轉動，因此達成精確的位置和速度控制，且穩定性佳。這些知識我們在之前介紹工業機器人核心部件那期已經學習過了，也做了一些步進電機與伺服電機的比較，下面我們就具體瞭解一下步進電機的結構和工作原理。

結構

01 控制器

發出運轉指令，傳送需求速度以及運轉量的指令脈波訊號。需使用步進馬達專用控制器或可程式控制器的定位模組。傳送的運轉指令脈波訊號有如心臟跳動般的呈現矩形的波形，是間斷性的發出訊號。

02 驅動器

提供電力以保證馬達按指令運轉，驅動器會隨控制器傳送來的脈波訊號來控制電力，由決定的電流流通順序的來激磁迴路，並控制提供給馬達的電力以驅動迴路。

03 馬達本體

將電力轉化為動力，並按指令需求脈波數運轉。

原理

工作原理

步進電機驅動器根據外來的控制脈衝和方向訊號，透過其內部的 邏輯電路，控制步進電機的繞組以一定的時序正向或反向通電， 使得電機正向/反向旋轉，或者鎖定。

以1。8度兩相步進電機為例：當兩相繞組都通電勵磁時，電機輸出 軸將靜止並鎖定位置。在額定電流下使電機保持鎖定的最大力矩 為保持力矩。如果其中一相繞組的電流發生了變向，則電機將順 著一個既定方向旋轉一步（1。8度）。同理，如果是另外一項繞 組的電流發生了變向，則電機將順著與前者相反的方向旋轉一步 （1。8度）。當透過線圈繞組的電流按順序依次變向勵磁時，則電 機會順著既定的方向實現連續旋轉步進，執行精度非常高。對於 1。8度兩相步進電機旋轉一週需200步。

說的已經很明白了就是看不懂怎麼辦？從前網路還沒向今天這麼發達的時候都說有圖有真相，現在流量頻寬都上去了變成了有影片有真相，可是網路上關於步進電機的影片講解也很多，可是還是有些知識不好透過影片來精準表達，今天我們不具體討論背後具體的原因，讓我們膚淺的試想一下，如果有這麼一款機器人學習產品，它包含豐富的知識內容、文字精煉優美、圖片清晰準確、動畫細膩生動、聲音婉轉動聽、操作簡單流暢，那麼由它來描述一個知識點會不會更加深刻且容易理解呢？我給出的答案是肯定的，它的作用在於互動性帶來的反饋，有了反饋才會有思考，再去透過思考過的操作製造下一步的反饋，這是一個高效的學習過程。這個過程的優勢體現在對知識學習的控制力上，也就是說學什麼、如何學是由學習者自己掌握，就好比坐在副駕駛的人總覺得車開得不穩當，就是因為他缺乏對車的控制，開車的人就很少有這種感覺。離題有點遠了，光說沒用我把答案放在下面，大家不妨點開看看，如果覺得還不錯就給我們的工程師點個贊，如果有意見建議也歡迎留言區交流討論。

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