步进电机是一种将电脉冲转换成角位移的执行机构，是专门用于精确调速和定位的特种电机。每输入一个脉冲，步进电机就会转过一个固定的角度或者说前进一步。改变脉冲的数量和频率，可以控制步进电机角位移的大小和旋转速度。

　　单三拍控制中的“单”指的是每次只有一相控制绕组通电。通电顺序为U→V→W→U或者按U→W→V→U顺序。“拍”是指由一种通电状态转换到另一种通电状态；“三拍”是指经过3次切换控制绕组的电脉冲为一个循环。

　　当U相控制绕组通入脉冲时，U、U′为电磁铁的N、S极。由于磁路磁通要沿着磁阻最小的路径闭合，这样使得转子齿的1、3要和定子磁极的U、U′对齐，如下图（a）所示。

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　　当U相脉冲结束，V相控制绕组通入脉冲，转子齿的2、4要和定子磁极的V、V′对齐，如上图（b）所示。和U相通电对比，转子顺时针旋转了30°。

　　当V相脉冲结束，W相控制绕组通入脉冲，转子齿的3、1要和定子磁极的W、W′对齐，如上图（c）所示。和V相通电对比，转子顺时针旋转了30°。

　　通过上边的分析可知，如果按U→V→W→U顺序通入脉冲，转子就会按顺时针一步一步的转动，每步转过30°，通入脉冲的频率越高，转得越快。

　　双三拍和六拍控制与单三拍控制相比，就是通电的顺序不同，转子的旋转方式与单三拍类似。双三拍控制的通电顺序为UV→VW→WU→UV；六拍控制的通电顺序为U→UV→V→VW→W→WU→U。

　　指控制系统每发出一个脉冲信号，转子都会转过一个固定的角度，这个固定的角度，就叫步距角。这是步进电机的一个重要的参数，在步进电机的名牌中会给出。步距角的计算公式为β=360°/ZKM，其中Z为转子齿数，M为定子绕组相数，K为通电系数，当前后通电相数一致K为1，否则K为2。

　　指定子的线圈组数，或者说产生不同对磁极N、S磁场的励磁线圈的对数。目前常用的有两相、三相和五相步进电机。两相步进电机步距角0.9°/1.8°；三相步进电机步距角0.75°/1.5°；五相步进电机步距角0.36°/0.72°。步进电机驱动器如果没有细分，用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己的步距角；如果有步进电机驱动器，用户可以通过步进电机驱动器改变细分来改变步距角，这时相数就没有意义了。

　　指步进电机通电但没转动时，定子锁定转子的力矩。这是步进电机的另一个重要的参数。

　　步进电机驱动器是一种能使步进电机运转的功率放大器。当控制器发出脉冲信号和方向信号，步进电机驱动器接收到这些信号后，先进行环形分配和细分，然后进行功率放大，这样就将微弱的脉冲信号放大成安培级的脉冲信号，从而驱动了步进电机。

　　拨码开关的设置，是步进电机驱动器使用中的一项重要内容。步进电机驱动器通过拨码开关的不同组合，能设定步进电机的运行电流和细分。有些厂家的驱动器还能通过拨码开关设置半流/全流锁定。

　　细分通过SW1、SW2和SW3三个拨码开关的不同组合来设定。拨码开关SW1、SW2和SW3的组合见下表。例如步进电机名牌步距角为1.8°，细分设置为4（即SW1为ON，SW2为OFF，SW3为OFF），那么步进电机转一圈需要脉冲数=(360°/1.8°)×4=800个。

　　步进电机驱动器通过后三个拨码开关SW4、SW5和SW6不同组合，设定步进电机的运行电流。在设定运行电流，需查看步进电机的名牌中的额定电路，设定的运行电流不能超过步进电机的额定电流。

　　步进电机驱动器后三个拨码开关SW4、SW5和SW6的组合见下表。例如步进电机名牌额定电流为1.5A，那么步进驱动器拨码开关SW4为ON，SW5为ON，SW6为OFF，即此时的运转电流为1.5A。

　　步进电机驱动器通过后三个拨码开关SW4、SW5和SW6不同组合，设定步进电机的运行电流。在设定运行电流，需查看步进电机的名牌中的额定电路，设定的运行电流不能超过步进电机的额定电流。

　　步进电机驱动器后三个拨码开关SW4、SW5和SW6的组合见下表。例如步进电机名牌额定电流为1.5A，那么步进驱动器拨码开关SW4为ON，SW5为ON，SW6为OFF，即此时的运转电流为1.5A。

　　此外，有些驱动器还能进行半流/全流锁定状态设置。拨码开关能设定驱动器工作在半电流锁定状态，还是全电流锁定状态。拨码开关为ON时， 驱动器工作在半电流锁定状态；拨码开关为OFF，驱动器工作在全电流锁定状态；半流锁定状态是指当外部输入脉冲串停止并持续 0.1S 后，驱动器的输出电流将自动切换为正常运行电流的一半以降低发热，保护电机不受损坏。实际应用中，建议设置成半流锁定状态。

　　步进电机驱动器与控制器之间的接线，分为共阳极接法和共阴接法。在下图中，PUL+和PUL-步进脉冲信号正和负端子，DIR+和DIR-为方向信号正和负端子， VCC和GND为供电电源正负端子。所谓的共阳极接法，是将脉冲正端子和方向正端子分别与控制器的公共端相连，将脉冲负端子和方向负端子分别与控制器的脉冲端和方向端相连；所谓的共阴极接法，是将脉冲负端子和方向负端子分别与控制器的公共端相连，将脉冲正端子和方向正端子分别与控制器的脉冲端和方向端相连；西门子S7-200 SMART PLC与此款步进电机驱动器接线时，应采用共阴极接法。

　　特别说明，有些步进电机驱动器 Vcc供电为5V，步进电机驱动器各控制端可以和控制器相应输出端直接接入；如果Vcc供电电压超过5V，控制器相应输出端就需外加限流电阻。

　　长期从事自动化工程设计和技术研究，取得发明和实用新型专利多项，近年来著工控类书籍多部，如《彻底学会S7-200 SMART PLC》《西门子PLC、触摸屏、变频器、组态软件一本通》《西门子S7-200 SMART PLC编程技巧与案例》《三菱FX系列PLC编程速成全图解》等，两部图书获中国石油化工联合会优秀出版物一、二等奖，其作品以图文并茂和实用性广受读者好评，长居PLC排行榜前列。