什么是双极步进电机?
一个步进电机是一个无刷直流电机它把一个完整的旋转分为几个相等的步骤。电机的位置可以直接移动和保持在这些步骤之一，没有任何位置传感器的反馈(an开环控制器)。双极步进电机是步进电机的一种一个单相绕组和没有中心抽头(不像一个单极步进电机)。
的直流电流在一个绕组需要被逆转，以逆转磁极和允许电机的功能。由于双极步进电机没有中心抽头，驱动电路必须更加复杂。通常使用h型桥结构。
步进电机有三种基本配置:
- 通用步进电机-通用步进电机可以连接为双极或单极步进电机。
- 单极步进电机单极步进电机可以用作单极或双极步进电机。
- 双极步进电机-双极步进电机只能作为双极电机使用。
双极步进基础知识
一个双相步进电机每个定子相有一个绕组。一个两相双极步进电机将有4个引线。在双极步进器中，我们不像在单极步进电机中那样有一个共同的引线。
因此，没有自然的逆转当前的方向通过绕组。
双极步进电机布线简单，操作简单。为了驱动双极步进器，我们需要一个驱动器集成电路内部有H桥电路。
这是因为，要颠倒定子极的极性，电流需要颠倒。这只能通过H桥来实现。
使用H桥式集成电路还有另外两个原因
- 步进电机产生的电流相当大。微控制器引脚最多只能提供15毫安。步进器需要的电流大约是这个值的十倍。外部驱动集成电路能够处理如此高的电流。
- 另一个使用H桥的原因是定子线圈只是一个电感器。当线圈电流改变方向时，产生一个尖峰。一个普通的微控制器引脚无法忍受如此高的峰值而不损害自己。因此，为了保护微控制器引脚，H桥是必要的。
在大多数双极步进接口项目中最常用的H桥集成电路是L293D。
连接到微控制器
需要4个微控制器引脚来控制电机。我们需要为L293D提供一个5 V的电源以及电压此时电动机需要运转。由于我们将使用IC的两个驱动程序，我们将为它们两个确定使能引脚。
双极电机驱动电路接口图
双极电机电路图如下所示:
有三种不同的方式，我们可以驱动双极步进电机:
- 同一时刻只有一个相绕组通电。也就是说，AB或CD是通电的。当然，线圈将以这样一种方式通电，我们得到正确的极性。但是只有一个阶段是有能量的。这种类型的步进将给予较少的持有扭矩，因为只有一个相位是通电的。
- 在这种方法中，两个相同时被激活。转子会在两根杆子之间自动对齐。这种安排将给予更高的持有扭矩比以前的方法。
- 第三种方法用于半步。一般采用这种方法来提高步进角。这里，在步骤1中，只有一个阶段是开启的，然后在步骤2中，有两个阶段是开启的，然后再次，只有一个阶段是开启的，然后继续这个序列。
双极步进驱动器
许多公司已经开始组装他们自己的双极步进驱动器。必须注意将步进电机正确地连接到驱动器上。
此外，驱动器必须能够为步进提供足够的电流。微控制器必须只向驱动器提供步进和方向信号。
这种方法将只占用两个微控制器引脚，有助于需要大量微控制器引脚来完成其他功能的项目。
单极步进器vs双极步进器
单极性步进器和双极性步进器在工程中都有广泛的应用。然而，从应用的角度来看，它们各有优缺点。
单极电机的优点是我们不需要使用复杂的H桥电路来控制步进电机。
只有像ULN2003A这样简单的驾驶员才能圆满地完成这项任务。但是，单极电动机有一个缺点。它们产生的扭矩要小得多。这是因为电流只流过绕组的一半。因此，它们被用于低扭矩应用程序。
另一方面，双相步进电机布线有点复杂，因为我们必须使用电流反向H桥驱动器IC像一个L293D。
但其优点是电流将流过整个线圈。与单极电机相比，电机产生的扭矩更大。
