步进电机工作原理.pdf

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1、一一、一、、步进电机结构、步进电机结构步进电动机是一种将电脉冲信号转换成机械位移的机电执行元件。。每当一个脉冲信号施加于电机的控制绕组时。每当一个脉冲信号施加于电机的控制绕组时，，其转轴就，其转轴就转过一个固定的角度（步距角），顺序连续地发给脉冲，，则电，则电机轴一步接一步地运转。图1步进电机结构图二、二、步进电机的分类、步进电机的分类111：1：：按工作原理分：按工作原理分反应式、、永磁式、永磁式、、混合式、混合式（Hybrid））三种）三种。(1)、、反应式步进电动机、反应式步进电动机：转子铁芯用硅钢片或是软磁性材料做成，，没有励磁绕组，没有励磁绕组；(2)、、永磁式步进电动机、

2、永磁式步进电动机：转子铁芯是用永久性磁铁做的，，没，没有励磁绕组。(3)、、混合式步进电机、混合式步进电机：混合式步进电机综合了反应式、、永磁、永磁式步进电动机两者的优点，，它的步距角小，它的步距角小，，出力大，出力大，，动态性，动态性能好，，是目前性能最高的步进电动机，是目前性能最高的步进电动机。。它有时也称作永磁感。它有时也称作永磁感应子式步进电动机。222：2：：按输出转矩大小分：按输出转矩大小分：快速步进电机（（输出扭矩（输出扭矩0.07~4N.m0.07~4N.m）0.07~4N.m））,）,,,可控制小可控制小型精密机床的工作台；功率步进电机（（输出扭矩（输出扭矩5~40

3、N.m5~40N.m），5~40N.m），可直接驱动机床移动部件。333：3：：按励磁相数分有二：按励磁相数分有二、、三、三三、三、、四、四四、四、、五、五五、五、、六、六六、六、、八相等、八相等。三三、三、、步进电机的工作原理、步进电机的工作原理当给AAA相通电时A相通电时，，由于定子，由于定子AAA齿和A齿和转子的111齿对齐1齿对齐，，没有切向力，没有切向力，，转子，转子静止。。接着给。接着给BBB相绕组通电时B相绕组通电时，，转子，转子位置如图（（a（aaa），），转子齿偏离定子齿一个角度（303030°30°）。由于励磁磁通力图沿磁阻最小路径通过，，因此对，因此对转子产生电

4、磁吸力，，迫使转子齿转，迫使转子齿转动动，动，，当转子转到与定子齿对齐位置，当转子转到与定子齿对齐位置时时(时(((图图图b)图b)b)b)，，，因转子只受径向力而无切，因转子只受径向力而无切线力，，故转矩为零，故转矩为零，，转子被锁定在，转子被锁定在这个位置上。由此可见：错齿是助使步进电图图b图bbb图图a图aaa机旋转的根本原因。四四、四、、步进电动机的通电方式、步进电动机的通电方式（（以三相步进电机为例（以三相步进电机为例）1.1.单相通电方式1.单相通电方式：“单”指每次切换前后只有一相绕组通电。正转：：A：AAA－－－B－BBB－－－Ｃ－Ａ－Ｃ－Ａ时时，时，，转子按顺时针方

5、向一步一步转动，转子按顺时针方向一步一步转动。反转：：A：AAA－－－Ｃ－Ｂ－Ａ－Ｃ－Ｂ－Ａ时时，时，，转子按逆时针方向一步一步转动，转子按逆时针方向一步一步转动。2.2.双拍工作方式2.双拍工作方式：“双”是指每次有两厢绕组通电。正转：：AB：ABABAB----BCBCBCBC----CACACACA----ABABABAB反转：：AC：ACACAC----CBCBCBCB----BABABABA----ACAC3.3.单3.单单、单、、双拍工作方式、双拍工作方式：单双两种通电方式的组合应用正转：：A：AAA----ABABABAB----BBBB----BCBCBCBC----

6、CCCC----CACACACA----AAAA反转：：A：AAA----ACACACAC----CCCC----CBCBCBCB----BBBB----BABABABA----AAAA•对于上述三相反应式步进电机，，其运行方式有，其运行方式有单三拍、、单双拍及双三拍等通电方式、单双拍及双三拍等通电方式。•“单”、“双”、“拍”的意思是：“单”是指每次切换前后只有一相绕组通电，“双”就是指每次有两相绕相通电；；而从一种通电状态转换到另一；而从一种通电状态转换到另一种通电状态就叫做一“拍”。•“相”指步进电机定子绕组的对数当当当A当AAA相绕组通以直流电流时相绕组通以直流电流时，，，根

7、据电磁学原，根据电磁学原理理理，理，，，便会在便会在AAAAAA方向上产生一磁场AA方向上产生一磁场，，，在磁场电磁，在磁场电磁力的作用下，，，吸引转子，吸引转子，，，使转子的齿与定子，使转子的齿与定子AAAAAA磁极上的齿对齐。。。若。若若若AAAA相断电相断电，，，B，BBB相通电相通电，，，这时，这时新的磁场其电磁力又吸引转子的两极与BBBBBB磁极BB磁极齿对齐，，，转子沿顺时针转过，转子沿顺时针转过606060°60°°°。。。。通常通常，，，步