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步進電機的工作原理基于電磁感應和磁場相互作用，通過控制定子繞組的通斷順序，使轉子按固定角度（步距角）分步轉動，實現電脈沖信號到機械位移的確轉換。其核心機制可拆解為以下幾個關鍵過程：

 

磁場生成與磁極作用

定子繞組通入電流后，會產生交變磁場，使定子齒形成 N 極或 S 極。轉子（永磁式、反應式或混合式）會依據 “同性相斥、異性相吸” 的原理，被定子磁場吸引而轉動。例如，永磁式轉子的磁極會與定子通電后產生的相反磁極對齊，形成穩定平衡狀態。
 

分步轉動的實現

定子繞組按特定相序（如 A→B→C→A 或雙相勵磁）依次通電，每次切換通電繞組時，定子磁場的極性和位置會發生變化，導致轉子受到新的磁力牽引，向新的平衡位置轉動一個固定角度（步距角，常見 1.8°、0.9° 等）。

舉例來說，四相步進電機每切換一相通電，轉子轉動 1.8°；若采用 “半步驅動”（相鄰兩相同時通電），步距角可減半（如 0.9°），提高控制精度。
 

脈沖信號的轉化

外部控制器輸出的電脈沖信號決定繞組的通斷頻率和順序：脈沖頻率越高，繞組切換速度越快，轉子轉動速度越高；脈沖數量則對應轉子轉動的總角度（如 100 個脈沖對應 1.8°×100=180° 轉動）。
 

自鎖特性

當繞組停止通電時，定子磁場消失，但部分類型（如混合式）轉子因永磁體或磁阻效應會保持當前位置，具備 “斷電自鎖” 能力，無需額外能耗即可維持定位，這一特性在精密定位場景（如 3D 打印機噴頭、數控機床工作臺）中尤為重要。

 

簡言之，步進電機通過 “脈沖控制→繞組換相→磁場變化→轉子步進” 的閉環邏輯，實現了無反饋情況下的高精度定位，其轉速與脈沖頻率成正比，轉角與脈沖數量成正比，這一特性使其成為自動化設備中控制位移的核心部件。