步进电机是一种开环控制的电机,可以将旋转运动转变为精确的定角位移,因此被广泛应用于CNC机床、电子自动化设备、医疗器械和精密仪器等领域。步进电机分为两种控制方式:四相步进电机和2相步进电机。
四相步进电机是指每个步进电机驱动器需要4个控制信号,以便在驱动电机时逐相激励。这4相控制信号中的每一相都可以被看作一个电机状态。
2相步进电机则是指每个驱动器只需要2个控制信号。而在这种情况下,电机会在一个状态和另一个状态之间交替转换。
四相步进电机发生一次步进运动的角度通常为1.8度。而在时序的改变下,它们可以被分成1/2、1/4、1/8、1/16和1/32步进,每个步进的角度分别为0.9度、0.45度、0.225度、0.1125度和0.05625度。这些选项可以通过驱动器的微步细分功能进行设置。
然而,2相步进电机最小步进角为0.9度(即每步移动0.9度),其分辨率是固定的,无法进行微步细分。因此,在需要相对较高的转子分辨率时,使用四相步进电机更为合适。
在2相步进电机中,驱动往往通过直接在电机两个相之间交替施加电流来实现。相反,在四相步进电机中,每个相(如A、B、C、D)都有自己的驱动电源,通过控制不同相的电流来驱动电机转动。
这意味着,在四相步进电机中,如果一个相不被激活(即没有电流流过它),则外部负载可以在电机轴上自由旋转,而不影响电机的其他方面。2相步进电机则不具有这种特性。
相较于2相步进电机,在相同转矩和转速的条件下,四相步进电机通常产生更低的噪音和振动。这是由于四相步进电机的电机转子在其360度的旋转路径中始终保持稳定,不会出现任何偏差。相比之下,2相步进电机在其转矩更大或速度更高时容易产生“脉动”,引起不稳定的振动和噪音。