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云龙单片机技术发展有限公司 QQ:397596891 步进电机的基本工作原理 步进电机有两种基本的形式：可变磁阻型和混和型。步进电机的基本工作原理，结合图1 的结构示意图进行叙述。 图1是一种四相可变磁阻型的步进电机结构示意图。这种电机定子上有八个凸齿，每一个齿上有一个线圈。线圈 绕组的连接方式，是对称齿上的两个线圈进行反相连接，如图中所示。八个齿构成四对，所以称为四相步进电机。 它的工作过程是这样的：当有一相绕组被激励时，磁通从正相齿，经过软铁芯的转子，并以最短的路径流向负相 齿，而其他六个凸齿并无磁通。为使磁通路径最短，在磁场力的作用下，转子被强迫移动，使最近的一对齿与被激励 的一相对准。在图1(a)中A 相是被激励，转子上大箭头所指向的那个齿，与正向的A 齿对准。从这个位置再对B 相 进行激励，如图1 中的(b)，转子向反时针转过15°。若是D相被激励，如图1中的(c)，则转子为顺时针转过15 °。下一步是C 相被激励。因为C相有两种可能性：A—B—C—D或 A—D—C—B。一种为反时针转动；另一种为顺时 针转动。但每步都使转子转动 15°。电机步长(步距角)是步进电机的主要性能指标之一，不同的应用场合，对步长 大小的要求不同。改变控制绕组数(相数)或极数(转子齿数)，可以改变步长的大小。它们之间的相互关系，可由下式 计算： Lθ＝360 P×N 式中：Lθ为步长；P 为相数；N 为转子齿数。在图1中，步长为15°，表示电机转一圈需要 24步。 混和步进电机的工作原理 在实际应用中，最流行的还是混和型的步进电机。但工作原理与图1 所示的可变磁阻型同步电机相同。但结构上 稍有不同。例如它的转子嵌有永磁铁。激励磁通平行于X 轴。一般来说，这类电机具有四相绕组，有八个独立的引线 终端，如图2a 所示。或者接成两个三端形式，如图2b 所示。每相用双极性晶体管驱动，并且连接的极性要正确。 图3所示的电路为四相混和型步进电机晶体管驱动电路的基本方式。它的驱动电压是固定的。表1 列出了全部步 进开关的逻辑时序。 云龙单片机技术发展有限公司 QQ:397596891 值得注意的是，电机步进为1—2—3—4的顺序。在同一时间，有两相被激励。但是1相和2 相，3相和4 相绝 对不能同时激励。 四相混和型步进电机，有一特点很有用处。它可以用半步方式驱动。就是说，在某一时间，步进角仅前进一半。 用单个混合或用双向开关即可实现，这种逻辑时序由表2 列出。 四相混和型步进电机，也能工作于比额定电压高的情况。这可以用串联电阻进行降压。因为1 相和2 相，3相和 4 相是不会同时工作的，所以每对仅一个降压电阻，串接在图3中的X和Y点之间。因此额定电压为 6V的步进电机，就 可以工作在12V的电源下。这时需串一个 6W、6Ω的电阻。