步进马达基本原理前言：本小册主要介绍步进马达的基本原理，应用及相关领域的基础知识，全部为英文翻译本，部分资料来源为国际互联网，尤其适用于马达技术相关技术人员，管理人员学习，希望它能有助于你更快地了解有关步进马达的原理，欢迎提出补充改正意见。第一章：步进马达的基本概念---电磁学基础指南及其在步进马达中的应用第一节绪论要学习步进马达的知识，首先要对电磁学的原理有正确的认识，从这些内容当中你将了解到直流马达及发电机是如何工作的，如果你对这些基本概念十分熟悉，你也可以跳过这些章节，直接学习马达理论。在以下的介绍中，你将很容易地通过书中的插图了解一些抽象的概念。本章中包括以下的内容：1，基本电学2，磁铁原理3，电磁学原理4，直流马达原理5，电磁继电器原理6，直流发电机原理7，控制原理8，步进马达的基本原理第一部分（完全步进）9，步进马达的基本原理第二部分（半步进）10，步进马达的基本原理第三部分（实用马达）11，直流马达的电子控制12，步进马达的电子控制13，1第二节电学基础在学习本节之前，你需要一些电子流动方面的知识，例如，电压的概念就象闭环中电子即将流动的趋势，一旦开始流动，则阻止其流动（有电阻存在），科学家欧姆发现了电学的基本原理：一段通电的导线的电流：正比于电压：当加上两倍的电压时，将有两倍的电流通过，一半的电压时，将通过一半的电流；反比于电阻：当有两倍的电阻时，电流减半，一半的电阻时，电流加倍；也就是说：电流正比于电压，反比于电阻即：I=E/R（E表示电压，R表示电阻）最简单的比较就象管道里流动的水，可以具体地想象出，水的流量变化取决于水压，水压高时流量大，水压低时流量小，这与电压与电流的关系相同；同时，水管的尺寸小时，产生的阻力就大，流量便减小，水管的尺寸大时，产生的阻力就小，流量便增加。这与电阻变化时电流的增减相同.闭环闭环是这样一个电子结构：电子（电流的成分）从电源正极出发，通过连续的电阻，最后回到电源负极。当你打开电灯时，你会看见直到开关闭合，电子接触闭环建立后，灯泡才开始发光（其他事情也是一样，如蓄电池，好的灯泡，在能正常工作时中间不会存在断路等。）第三节磁铁原理磁铁之所以有磁性认为与一种肉眼看不见但可以测量到的磁力线有关（如2图1-1所示）这些磁力线从磁体两端辐射开来，两个端点称为极，一个是北极，另一个是南极。磁场的强度取决于磁铁的强度。这些磁力线在磁性材料中流动较在空气中要顺利得多（见图1-2）当把两个磁铁靠近时，有趣的事情发生了（如图1-3）：图1-3A：异极靠近互相吸引图1-3B：同极靠近互相排斥相异的磁极（如南极和北极）互相吸引，相同的磁极（如两个南极或两个北极）相互排斥，靠得越近，相互间的吸引力（如异极）或排斥力（如同极）越大。为什么会这样呢？原来磁铁同极靠近时磁力线相互干扰（从而产生相互之间的排斥力），而异极靠近时磁力线相互增强（从而产生相互之间的吸引力），它们趋向于形成一个大磁铁。条形磁铁可以弯曲成马蹄形，这种情况下两极之间的磁力线很集中。（如图1-4所示）3图1-4第四节电磁学原理当一段导线中有电流通过时，导线的周围便产生了环形磁场（如图1-5）环形磁场图1-5环形磁场的方向与电流方向有关，而电流方向依赖于所提供电源的极性（如图6所示）上图1-6直观地表示这一物理现象，有助于更好地理解这个抽象概念。从这里可以看出，当电流方向远离你时（假设你在面对导线的方向上），你将看到一个环形磁场并在导线周围成逆时针方向，反之，当电流方向朝向你时（表示为一个点），导线周围的磁力线将变为顺时针方向。这些图画用于解释一些基本理论的教育图案。如果你需要更深入地理解有关电磁学理论的抽象的物理概念，你可以深入探索前面的章节。但是就我们对电磁学的基本理解已经足够（如上图所示）。如果一根导线中有电流通过，那么将产生环形磁场。当我们把它放在两个不同的磁极之间时4（比如放在马蹄形磁铁的空隙中时），一个类似马达的动作将会发生：导线将向里偏移，方向是趋向于离开磁场的方向（如图1-7）：这个偏移力的大小取决于导线周围马蹄形磁铁空间中磁场强度（越靠近中心，力量越大），以及导线周围产生的环形磁场的大小。为什么会这样呢？原来磁场方向在外部与导线产生磁力线方向相同，相应的在环形磁场里侧方向与导线周围磁力线方向相异，这样对导线便产生了向上的推力（如图9所示）。环形磁场的强度可以通过以下方式来增加：A：增加导线中的电流：可通过增加电压或减少导线的电阻来实