步进直流减速电机，又称步进直流减速电机，早在20世纪20年代就利用电磁原理将电能转化为机械能。随着嵌入式系统（如打印机、磁盘驱动器、玩具、雨刷、振动寻呼机、机械臂和录像机等）的日益普及，步进直流减速电机的使用也开始飙升。无论是在工业、军事、医疗、汽车还是娱乐行业，只要一个物体需要从一个位置移动到另一个位置，步进直流减速电机就会派上用场。步进直流减速电机的形状和尺寸有很多种，但无论形状和尺寸如何，都可以分为可变磁阻步进直流减速电机和永磁步进直流减速电机。本文重点介绍了更简单、更常用的永磁步进直流减速电机。

步进直流减速电机的结构。如图1所示，步进直流减速电机由一组缠绕在直流减速电机固定部件定子齿槽上的线圈驱动。通常，圆形金属丝被称为螺丝管，而在直流减速电机中，绕在齿上的金属丝被称为绕组、线圈或相。如果线圈中的电流流向如图1所示，我们从直流减速电机顶部向下看齿槽顶部，则电流绕两个齿槽逆时针流动。根据安培定律和右手标准，这样的电流会产生北极向上的磁场。现在假设我们在定子上构建一个缠绕两个绕组的直流减速电机，内置一个永久磁铁，可以在绕组中心任意旋转，称为转子。图2给出了一个简单的直流减速电机，叫做双相双极直流减速电机，因为它的定子上有两个绕组和两个磁极。

如果绕组1按照图2a所示的方向输送电流，绕组2中没有电流，直流减速电机转子的南极自然会指向定子磁场的北极。假设我们切断绕组1中的电流，按照图2所示的方向将电流输送到绕组2中，则定子磁场指向左侧，转子旋转，与定子磁场方向一致。然后，我们切断绕组2的电流，按照图2c的方向将电流输送到绕组1。请注意，绕组1中的电流方向与图2a所示的方向相反。因此，定子磁场北极指向下方，导致转子旋转，南极指向下方。然后切断绕组1中的电流，按照图2d所示的方向将电流输送到绕组2中，因此定子磁场指向右侧，使转子旋转，南极指向右侧。最后，我们再次切断绕组2中的电流，并将如图2a所示的电流输送到绕组1，使转子回到原来的位置。到目前为止，我们已经完成了直流减速电机绕组的电动激励周期，直流减速电机转子旋转了一整圈。也就是说，直流减速电机的电频等于其旋转的机械频率。如果我们在1秒内完成图2中显示的四个步骤，直流减速电机的电频率为1Hz。它的转子旋转了一周，所以它的机械频率也是1Hz。

如果电流同时输送到两个绕组，也可以增加直流减速电机的扭矩，如图4所示。此时，直流减速电机定子的磁场是两个绕组产生的磁场的矢量和。虽然磁场的每个动作仍然只使直流减速电机旋转90°，就像图2和图3一样，但由于我们同时激励两个直流减速电机绕组，磁场比单独激励一个绕组更强。由于磁场是两个垂直场的矢量和，相当于每个场的2×1.414倍，直流减速电机的负载扭矩也成正比增加。直流减速电机的激励顺序。既然我们知道一系列的激励措施会使步进直流减速电机旋转，我们就需要设计硬件来实现所需的步进序列。硬件（或一套结合硬件和软件的设备）被称为直流减速电机驱动器。从图4中，我们可以看到如何激励双相绕组旋转直流减速电机转子。在图中，直流减速电机中的绕组抽头标记为1A.1B.2A和2B。其中，1A和1B是绕组1的两个抽头，2A和2B是绕组2的两个抽头。

首先，给脚1B和2B施加正电压，接地1A和2A。然后，给脚1B和2A施加正电压，接地1A和2B，实际上取决于导线绕齿槽的方向，假设导线缠绕的方向与上一节一致。其次，我们得到了表1中总结的激励顺序，其中1表示正电压，0表示接地。电流在直流减速电机绕组中有两个可能的流向，称为双极直流减速电机和双极驱动序列。双极直流减速电机通常由一个叫做H桥的电路驱动，图5显示了连接H桥和步进直流减速电机的两个抽头电路。

H桥通过电阻连接到固定电压的直流电源（范围可根据直流减速电机要求选择），然后通过四个开关（分别标记为S1.S2.S3和S4）连接到绕组的两个抽头。这个电路的分布看起来有点像大写字母H，所以它被称为H桥。从表1可以看出，第一步是将抽头2A设置为逻辑0，2B设置为逻辑1。因此，我们可以关闭开关S1和S4，切断开关S2和S3。然后，需要将抽头2A设置为逻辑1，2B设置为逻辑0，因此可以关闭S2.S3，切断S1和S4。同样，我们可以关闭S2.S3和S1，第四步是关闭S1.S4和S2.S3。