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步 进 电 动 机 简 介 一、步进电动机概述 步进电机特点 步进电动机（stepping motor）也称脉冲电动机、脉动电动机、分级电动机；更老一些叫法也叫阶动电动机。 这种电动机以规定的次序对定子线圈励磁，每次只转动一定的角度。这种电动机主要特点如下： （ （1）控制电路 步进电动机的驱动控制电路是将脉冲分配到各相线圈中去的逻辑分配电路，或者是对线圈提供励磁的驱动开关电路。这种电路同其他伺服控制电路相比较是很简单。 （2）对数控机器的适应性 （3 （3）定位控制 （4 （4）步距角误差 （5）低转速、高转矩步进电动机的角度误差通常是基本步距角的 （5）低转速、高转矩 （6）速度可变控制步进电动机与其他类似电动机比较，是属于低速、高转矩电动机。其他伺服电动机的工作转 速在1000rpm 以上，而以每秒1000 个脉冲的速度来驱动1.8°的步进电动机时转速只有300rpm （6）速度可变控制 （7 （7）可靠性高 （8 （8）稳定性差 2.2 2.2 步进电动机的历史 进入 20 世纪有关步进电动机的发明不断出现。最初美国的 Andrew T MacCoy 发明了电动打字机用的步进电动机，这是一种带逆转轮的结构的永磁步进电动机，步距角为30°。这种电动机获得了 1907 年美国专利。 1923 年苏格兰的 James Weir French 发明了 VR 三相步进电动机。 2.3 2.3 步进电动机的分类 根据步进电动机的结构可以分为三大类： 磁阻式步进电动机（Variable---reluctance type）（反应式） 永磁式步进电动机（permanent magnet type） 混合式步进电动机（hybrid type） （感应子式） 1.磁阻式步进电机，这种步进电机磁阻是可变的，也称 VR 型步进电机。追溯历史在 19 世纪中期， 这种步进电机的结构是最基础的。定子和转子上配置有一定间距的突极，当对线圈励磁时，定子和 转子的突极相互吸引成直线状，利用这一原理获得步进式转矩。每一相突极分别错开一定的轴相角 度重叠排列。 2.永磁式步进电机，也称 PM 步进电机，转子采用永磁磁钢。这种步进电机定子采用冲压方式加 工成爪型齿极，转子采用径向多极充磁的永磁磁钢。这种电动机成本低廉。 3.混合式步进电机，也称 BH 型，是 VR 型和 PM 型的结合形式。它在 VR 型电动机的转子或者定子上配置永磁磁钢，由于气隙部分偏置（梢加正电压或负电压）磁场，所以输出轴转矩上升，提高效率。 2.4 步进电机的应用 应用领域：计算机外部设备、摄影系统、观点组合装置、阀门控制、数控机床、自动绕线机、医疗设备、电子钟表、自动绣花机、办公自动化、家电行业。 二、反应式步进电机原理 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。 1、结构： 电机转子均匀分布着很多小齿，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）下面是定转子的展开图： 2、旋转： 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 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。 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。 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。 不难推出：电机定子上有 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