​步进电机细分是一种通过控制电机驱动器的电流波形，将电机的​​一个整步（Full Step）分解为多个微步（Microstep）​​的技术。其核心目的是提高步进电机的运动平滑性、定位精度，并减少振动和噪音。

​​1. 基本概念​​

​​(1) 整步（Full Step）​​

传统步进电机每接收一个脉冲信号，转子转动一个固定的机械角度（如1.8°或0.9°），称为​​整步​​。例如：

1.8°步距角的电机，200步/转（360°/1.8°=200步）。0.9°步距角的电机，400步/转。

​​(2) 细分（Microstepping）​​

通过驱动器对电机两相绕组的电流进行​​精细化控制​​，将一个整步分解为多个小步（如1/2、1/4、1/8、1/16等）。​​举例​​：

1.8°电机采用​​1/16细分​​后，每步角度变为 ​​0.1125°​​（1.8°/16），理论分辨率提升至 ​​3200步/转​​（200×16）。

​​2. 细分的工作原理​​

步进电机的转矩由两相绕组的电流合成矢量决定。细分驱动通过​​调节两相电流的幅值和相位​​，实现转子位置的微调。

​​(1) 电流波形控制​​

​​整步模式​​：两相电流为方波（全开或全关）。

相位A: |■■■■|____|■■■■|____|

相位B: ____|■■■■|____|■■■■|

​​细分模式​​：两相电流变为​​正弦波或阶梯波​​，平滑过渡。

相位A: /\/\/\/\/\/\/\/\/\/\

相位B: \/\/\/\/\/\/\/\/\/\/

​​(2) 细分倍数与步距角​​

细分倍数步距角（1.8°电机）理论步数/转1（整步）1.8°2001/20.9°4001/40.45°8001/80.225°16001/160.1125°32001/320.05625°6400

​​3. 细分的核心作用​​

​​(1) 提高运动平滑性​​

细分后电流变化连续，减少电机​​启停时的振动和噪音​​（尤其低速时）。

​​(2) 提升定位精度​​

通过增加细分倍数，理论上可获得更高的分辨率（如1/32细分下，0.05625°的步距角）。

​​(3) 抑制共振现象​​

整步运行时，电机易在特定转速下发生共振（抖动或失步），细分可有效缓解这一问题。

​​(4) 降低能耗与发热​​

细分驱动器的电流控制更精准，部分模式下可减少电机绕组的无功损耗。

​​4. 细分的局限性​​

​​(1) 理论精度 ≠ 实际精度​​

细分仅改善​​电信号的分辨率​​，但受机械结构（如齿轮间隙、轴承精度）限制，实际定位精度可能达不到理论值。

​​(2) 高速性能下降​​

细分倍数越高，驱动器需处理更多脉冲信号，可能导致高速运行时丢步（需权衡分辨率与速度）。

​​(3) 扭矩损失​​

高细分下，电机单步扭矩可能降低（因电流幅值减小），需根据负载调整细分设置。

​​5. 应用场景​​

​​高精度设备​​：3D打印机、CNC机床、光学仪器（需1/16或更高细分）。​​静音需求场景​​：医疗设备、办公自动化（如打印机）。​​低速平稳运动​​：机器人关节、摄像头云台。

​​6. 如何选择细分倍数？​​

需求推荐细分倍数基础运动（低成本）1/4 ~ 1/8平衡精度与速度1/8 ~ 1/16超高精度/静音1/32或更高

​​注意​​：需结合驱动器支持的分辨率和电机性能测试。

​​总结​​

步进电机细分通过电流波形优化，显著提升了运动性能，但需根据实际需求选择合理的细分倍数。对于大多数应用，​​1/8或1/16细分​​是性价比最优的选择。