步進電動機及應(yīng)用

電機與拖動主講人：王娜目錄/CONTENTS01/典型結(jié)構(gòu)和工作原理02/步進電機的應(yīng)用步進電動機

根據(jù)勵磁方式的不同，步進電動機分為反應(yīng)式、永磁式和感應(yīng)子式（又叫混合式），而反應(yīng)式步進電動機應(yīng)用較多，下面以此為例來闡述步進電動機的原理。

一、典型結(jié)構(gòu)和工作原理步進電動機四相反應(yīng)式步進電機的結(jié)構(gòu)

反應(yīng)式步進電機又稱磁阻式步進電機，典型結(jié)構(gòu)如圖11-5所示，這是一臺四相電機，有8個磁極（大齒），每個磁極上又有許多小齒。有四套定子控制繞組。步進電動機一種步進電機實物的結(jié)構(gòu)步進電動機工作原理：在這里以三相單三拍的反應(yīng)式電機為例來分析：

A相控制繞組導(dǎo)通時，B、C相不導(dǎo)通，由于磁通具有走磁阻最小路徑的趨勢，所以轉(zhuǎn)子齒1和3與定子A極軸線對齊。同理，斷開A相接通B相時，轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)過30度，使轉(zhuǎn)子齒2和4的軸線與定子B極軸線對齊。斷開B相，接通C相，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過30度，使轉(zhuǎn)子齒1、3和C極軸線對其。如此按A-B-C-A…..的順序不斷接通和斷開繞組，轉(zhuǎn)子就會沿逆時針轉(zhuǎn)動起來。改變通電順序，可使電機反向。（a）A相接通（b）B相接通（c）C相接通磁路最短三相單三拍運行步進電動機三相雙三拍運行

按AB-BC-CA-AB或相反的順序通電，每次同時給兩相繞組通電，且三次換接為一個循環(huán)。步距角與三相單三拍運行方式的步距角相同，為30度。運行原理如下圖所示：AB通電BC通電CA通電步進電動機

上面講的是三相單三拍的運行原理，“三相”是指電機的控制繞組是三相；“單”是指每次只有一相導(dǎo)電；“三拍”是指三次換接為一個循環(huán)，比如A-B-C-A…，三次一個循環(huán)。定子控制繞組每改變一次通電方式，稱為一拍，此時電機轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn)過的空間角度稱為步距角θb

。三相單三拍的步距角為30度，具體運算后面將有講述。除此之外，還有三相六拍和三相雙三拍兩種運行方式。步進電動機AAB

BCACBC

按A-AB-B-BC-C-CA或相反順序通電，即需要六拍才完成一個循環(huán)，其步距角為15度。運行原理如圖所示：三相六拍運行以上三種工作方式，三相雙三拍和三相單雙六拍較三相單三拍穩(wěn)定，因此較常采用。步進電動機

步進電動機是用脈沖信號控制的，一周的步數(shù)是固定的，只要不丟步，角位移誤差不存在長期積累的情況，主要用于數(shù)字控制系統(tǒng)中，精度高，運行可靠。如采用位置檢測和速度反饋，亦可實現(xiàn)閉環(huán)控制。相對與模擬的電壓信號，步進電機的控制信號是數(shù)字量。因此，步進電動機已廣泛地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中，如數(shù)