步进电机的工作原理

上海朝阳

（一）单定子、径向分相、反应式步进电机的工作原理
$ F- Z' ^& T, c! w! d, o按电磁铁的作用原理
1.当A相绕组通电（用直流电压激磁）时；形成A相定子磁极(AA方向磁场),产生反应力，吸引转子转过一定的角度，使转子齿与A相定子磁极小齿对齐。
/ R3 C) h7 Z: [8 U! S* J+ u9 b2.当A相绕组断电，B相绕组通电时，形成B相定子磁极(BB方向磁场) ,产生反应力，吸引转子顺时针转过3°，使转子齿与B相定子磁极小齿对齐。
$ A# Q" h/ R% ?" P# d3.以次类推…………
; V3 C% }& ^8 j8 R若控制线路不停地按A-B-C-A…顺序控制步进电机各相绕组的通断电，步进电机的转子便不停地顺时针转动；若通电顺序改为A-C-B-A…，步进电机的转子将逆时针转动。这种通电方式称为三相三拍通电方式；此时定子绕组的通电状态每改变一次，转子转过3°。
若控制线路不停地按A-AB-B-BC-C-CA-A…顺序控制步进电机各相绕组的通断电，这种通电方式称为三相六拍通电方式。当从A相通电转为A和B同时通电时，转子齿将同时受到A相绕组产生的磁场和B相绕组产生的磁场的共同吸引，转子齿只好停在A 和B两相磁极之间，转子转过1.5°。当由A和B两相同时通电转为B相通电时，转子再沿顺时针方向旋转1.5°，使转子齿与B相磁极对齐。……依此类推。在三相六拍通电时，定子绕组的通电状态每改变一次，转子转过1.5°。与三相三拍通电方式相比，可使每次转角缩小一半。
步进电机定子绕组的通电状态每改变一次，它的转子转过的一个确定角度，称为步进电机的步距角a 。步距角a的计算公式：
其中，m为定子绕组的相数 ，Z为转子的齿数，K为通电方式系数 ；当m相m拍通电时，k=1；m相2m拍通电时，k=2
（二）、五相五定子、轴向分相、反应式步进电机工作原理介绍
1 w/ H% v9 `0 {7 C, Z步进电机的定子和转子在轴向分为五段，每一段都形成独立的一相定子铁心、定子绕组和转子；各段定子铁心形如内齿轮，由硅钢片叠成；各段定子上的在圆周方向均匀分布，彼此之间错开1／5齿距；各段转子形如外齿轮，也由硅铁片叠成；各段转子齿彼此不错位。
若控制线路不停地按A-B-C-D-E-A-…顺序控制步进电机各相绕组的通断电，这种通电方式称为五相五拍通电；若控制线路不停地按 AB-ABC-BC-BCD-CD-CDE-DE-DEA-EA- EAB-AB …顺序控制步进电机各相绕组的通断电，这种通电方式称为五相十拍通电；步距角a的计算仍可采用上述计算公式。
6 u" [1 R0 R! J% ?小结:
1.步进电机受脉冲电流控制，转子的角位移正比于输入脉冲的数量，转子的角速度正比于输入脉冲的频率，转子的旋转方向取决于定子绕组的通电顺序。
2.步进电机有一定的步距误差, 但没有累计误差。
3.若维持控制绕组的电流不变, 则步进电机就可停在某一位置不动。
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