直流步进电机工作原理是什么？

• 发布日期：2025/11/11 17:24:06 阅读次数：10

• 直流步进电机是一种将电脉冲信号转化为角位移 / 线位移的执行元件，核心优势是定位精准、响应快、无累积误差，无需编码器即可实现开环控制，广泛应用于 3D 打印机、自动化设备、医疗器械等场景。

  

  直流步进电机的核心工作原理是 “电磁吸力交替驱动 + 磁阻最小原理”，通过控制绕组通断顺序，让转子按固定步距角逐步转动，实现精准定位。
  一、核心工作逻辑
  电机由定子（带绕组线圈）和转子（永磁体或导磁齿）组成。
  定子绕组按相序（如 2 相、4 相）通入直流脉冲电流，产生交替变化的磁场。
  转子会在电磁吸力或磁阻最小的作用下，转向磁场最强的位置，每接收一个脉冲就转动一个固定步距角（如 1.8°）。
  连续输入脉冲时，转子持续转动，转速由脉冲频率决定，转动角度由脉冲数量决定。
  二、不同类型电机的具体原理
  1. 永磁式步进电机（转子为永磁体）
  定子绕组通电流后产生极性磁场，与转子永磁体的 N/S 极相互吸引 / 排斥。
  按固定顺序切换绕组通电状态，转子会跟随定子磁场逐步转动，步距角多为 1.8° 或 0.9°。
  2. 反应式步进电机（转子无永磁体，为导磁齿）
  绕组通电后，定子磁极产生磁场，转子导磁齿会转向磁阻最小的位置（与定子磁极对齐）。
  交替切换通电相序，转子通过 “对齐 - 脱开 - 再对齐” 的循环逐步转动，步距角相对较大（如 1.5°）。
  3. 混合式步进电机（结合两者优势）
  转子含永磁体，定子和转子均有齿槽结构，利用电磁吸力和磁阻最小原理共同驱动。
  力矩更大、运行更平稳，步距角可做到 0.9° 甚至更小，是目前最常用的类型。
  三、关键补充
  驱动器的作用：将控制信号（脉冲）转换为定子绕组的通断电流，还可通过 “细分功能” 细化步距角（如 16 细分后，1.8° 电机步距角变为 0.1125°），提升定位精度。
  开环控制特性：无需编码器反馈，只要脉冲信号连续且匹配负载，就能精准转动，结构简单、成本低。