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1、一、前言/`3u4F0R l8J!c0o2~2h5R!z3i3T7L.{7{"z步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。2_"K4
2、 g6G)i/I z%i!k*Q虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电
3、机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。-Q;Y;@9H.
4、5T6N"?R2F#U#L(p-D)i*C$I目前,生产步进电机的厂家的确不少，但具有专业技术人员，能够自行开发，研制的厂家却非常少，大部分的厂家只一、二十人，连最基本的设备都没有。仅仅处于一种盲目的仿制阶段。这就给用户在产品选型、使用中造成许多麻烦。签于上述情况，我们决定以广泛的感应子式步进电机为例。叙述其基本工作原理。望能对广
5、大用户在选型、使用、及整机改进时有所帮助。*z*H6G4C$j c!v/o5b'e*U$]$]1{二、感应子式步进电机工作原理#n'g+M6T1a0_:y.g.g'U:l;N;?8T$/_,Y（一）反应式步进电机原理0O/A-B0@9a Q6o"M'{z-z;U0@$j!K由于反应式步进电机工作原理比较简单。下面先叙述三相反应式步进电机原理。9s9w7w!I'k2H+a8
6、1?;[!T1b.n/I#K(@/O1、结构：#e;Y#b'd7T-Z0i)K8E:Ep%]/z$Y$C:G2i电机转子均匀分布着
7、很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。0、1/3て、2/3て,（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示），即A与齿1相对齐，B与齿2向右错开1/3て，C与齿3向右错开2/3て，A''与齿5相对齐，（A''就是A，齿5就是齿1）)F5V(}/Y#?3Y$q(o*c:T/`.l%j.?%B#e#O.Vv2、旋转：#`U {9X2c!a%l+Y7R8*f;{;T如A相通电，B，C相不通电时，由于磁场作用，齿1与A对齐，（转子不受任何力以下均同）。如B相通电，A，C相不通电时，齿2
8、应与B对齐，此时转子向右移过1/3て，此时齿3与C偏移为1/3て，齿4与A偏移（て-1/3て）=2/3て。如C相通电，A，B相不通电，齿3应与C对齐，此时转子又向右移过1/3て，此时齿4与A偏移为1/3て对齐。如A相通电，B，C相不通电，齿4与A对齐，转子又向右移过1/3て这样经过A、B、C、A分别通电状态，齿4（即齿1前一齿）移到A相，电机转子向右转过一个齿距，如果不断地按A，B，C，A……通电，电机就每步（每脉冲）1/3て,向右旋转。如按A，C，B，A……通电，电机就反转。5o:n6A2U%^)n%x2
9、m!o1m:],M9K%n"?0_由此可见：电机的位置和速度由导电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。#L8p"V$K#~'Q'l'I1B:E*u%h8j}8h不过，出于对力矩、平稳、噪音及减少角度等方面考虑。往往采用A-AB-B-BC－C-CA-A这种导电状态，这样将原来每步1/3て改变为1/6て。甚至于通过二相电流不同的组合，使其1/3て变为1/12て，1/24て，这就是电机细分驱动的基本理论依据。-Q#}8z*j,^7j'K,@7]*R$@6V+C!M#k6h;P;W不难推出：电
10、机定子上有m相励磁绕阻，其轴线分别与转子齿轴线偏移1/m,2/m……(m-1)/m,1。并且导电按一定的相序电机就能正反转被控制——这是步进电机旋转的物理条件。只要符合这一条件我们理论上可以制造任何相的步进电机，出于成本等多方面考虑，市场上一般以二、三、四、五相为多。1l+[1@:v+N;3x,O#c8To"~&Y7k3、力矩：'Z0S0F'f2Y)Z/C9g5_!C4z:c)D%}-r%G3x电机一旦通电，在定转子间将产生磁场（磁通量Ф）当转子与定子错开一定角度产生力F与（dФ/dθ）成正比S其磁通量Ф
11、=Br*SBr为磁密，S为导磁面积F与L*D*Br成正比L为铁芯有效长度，D为转子直径Br=N·I/RN·I为励磁绕阻安匝数（电流乘匝数）R为磁阻。+d!T)~,l$J(s,B)M.P%OB b0q#4力矩=力*半径"
12、-s.q$G!K#
13、)D;^+h1j,
14、1u5O:y#h+D%r力矩与电机有效体积*安匝数*磁密成正比（只考虑线性状态）因此，电机有效体积越大，励磁安匝数越大，定转子间气隙越小，电机力矩越大
