两相四线步进电机的步距角为什么是1.8度
两相四线步进电机的步距角为什么是1.8度
步进电机是一种常见的机电执行元件，广泛应用于各种需要精确位置控制的场合。其中，两相四线步进电机以其结构简单、控制方便等特点而被广泛应用。本文将从定子磁极、转子齿数、拍数以及整步和半步的工作原理等多个角度，详细解释两相四线步进电机的步距角为什么是1.8度。
实物
书本上Q＝360／MZ的解释可能更科学，但这里希望入门者能马上看懂。
实际的二项四线电机定子是这样的：
转子是这样的：转子上的齿，轴向分了两段，并且是相错开的。
当上面的定子轴向充磁后，转子的磁极状态可以理解为这样的。重复一下，理解成下面这样的磁极状态，实际的磁场比这个复杂，但效果就是下面这样。
实际上定子的齿上的磁极，从轴向应该这么看：就是从轴向看，转子表面附着了50个沿表面切线方向的小磁铁。
每一个齿间距（一个齿+一个凹陷）所占角度是360/50=7.2度。每个齿所占角度3.6度。
定子磁极
下面再来看看外层定子有多少个线圈，也就是形成了多少个磁极。字面上二相四线一般认为有两组线圈，分别是A和B。但实际上定子上有很多线圈，只是一半的线圈都连在一起是A，另一半连在一起为B。所以看上面图就能看出来，两相四线的定子上不只有四个磁极。
第一个问题：定子磁极+转子50个齿如何实现一次不用转动90度。
假设四个磁极：
如果有上下左右四个很细的线圈形成磁极，都是S对着中心点。如下图：
这个时候，当A线圈通电，水平两个磁极有磁性；B组没有通电，上下磁极没有磁性。
下一个信号时，A组断电，B组通电，这时上下磁极有磁性，并且距离左右的转子上的齿很近，由于磁吸力，转子就会左或右转动3.6度，和临近的齿相对应上。
所以，转子的50齿就是实现每次转动很小角度的原因。
第二个问题：为啥定子用8个磁极，是不是这个原因达到1.8度的步距角。
从上面的4磁极定子的解释可以看出来，在转子固定50齿的情况下，隐约可以感觉到定子的磁极数会影响步距角。定子4个磁极的时候步距角时3.6度，是不是8个磁极就是1.8度。
我们做一下计算：
50齿的齿间距所占角度为360/50=7.2度，每个齿占3.6度。
外层定子4个磁极的时候，磁极和定子齿之间关系：90/7.5=12.5，整除之后多出0.5，就是3.6度。
外层定子8个磁极的时候，磁极和定子齿之间关系：45/7.5=6.25，整除之后多出0.25，就是1.8度。
看下图：
图比较难画，就只画了B线圈正向通电（B+表示）和B线圈反向通电（B-表示）。由于A和B磁极和定子齿对应相差1.8度。所以当A+转到B+通电时，看上图中，B+磁极一定时吸引转子顺时针转，B-正好相斥，推动转子顺时针转。当A+转到B-通电时，正好相反，逆时针转。
对比4磁极的图，就可以看出来，4磁极中A、B通电转换时，其实无法控制顺时针还是逆时针。
所以一般都是50齿，8磁极。
拍数
这个拍数就很好理解。两组线圈，通电次序为A正向、B正向、A反向、B反向（可表示为A+、B+、A-、B-）或者其他次序，反正都要转换4次完成一个周期。
从这里也能看出来，A组的下一个脉冲一定时B组，当你看到脉冲次序A的下一个还是A组，一定不对，除了那种半步转动的涉及，如A+、A+B-、B-……。至于半步、整步后面说。
整步、半步
整步有两种方式：
一次只对相对的一组线圈的某个方向通电，比如A正向、B正向、A反向、B反向（用A+、B+、A+、A-表示），然后循环。
一次对两组线圈都通电，但组合有4中方法，不断循环，比如，A+B+、A+B-、A-B+、A-B-。这个时候两个线圈形成的磁力同时作用，所以磁极正好在上一种方法的中间，力量比上一种大一点。
半步：
把整步的两种方法结合：A+、A+B+、B+、A-B+、……。这个次序没有研究过，可能有错误，这种方式运行每个脉冲转动1.8/2=0.9度。
实际的磁极
实际的磁极也是有齿的，但原理和上面时一样的。请仔细看A和B及B’的齿的对应差。就是1.8度。