步进电机的结构和工作原理

步进电机是一种专门用于位置和速度精确控制的特种电机。步进电机的最大特点是其“数字性”，对于微电脑发过来的每一个脉冲信号，步进电机在其驱动器的推动下运转一个固定角度（简称一步），如下图所示。如接收到一串脉冲步进电机将连续运转一段相应距离。同时您可通过控制脉冲频率，直接对电机转速进行控制。由于步进电机工作原理易学易用，成本低（相对于伺服）、电机和驱动器不易损坏，非常适合于微电脑和单片机控制，因此近年来在各行各业的控制设备中获得了越来越广泛的应用.

步进电机的种类和特点：

步进电机在构造上有三种主要类型：反应式（Variable Reluctance，VR）、永磁式（Permanent Magnet,PM）和混合式(Hybrid Stepping,HS)。

反应式：

• 定子上有绕组、转子由软磁材料组成。结构简单、成本低、步距角小，可达1.2�、但动态性能差、效率低、发热大，可靠性难保证。

  永磁式：

• 永磁式步进电机的转子用永磁材料制成，转子的极数与定子的极数相同。其特点是动态性能好、输出力矩大，但这种电机精度差，步矩角大（一般为7.5�或15�）。

  混合式：

• 混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点，其定子上有多相绕组、转子上采用永磁材料，转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。其特点是输出力矩大、动态性能好，步矩角小，但结构复杂、成本相对较高。

  按定子上绕组来分，共有二相、三相和五相等系列。最受欢迎的是两相混合式步进电机，约占 97% 以上的市场份额，其原因是性价比高，配上细分驱动器后效果良好。该种电机的基本步矩角为1.8�/步，配上半步驱动器后，步矩角减少为0.9�，配上细分驱动器后其步矩角可细分达256倍（0.007�）。由于摩擦力和制造精度等原因，实际控制精度略低。同一步进电机可配不同细分的驱动器以改变精度和效果。

  1. 基本结构：

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• 2. 工作原理：

• 简单的讲，步进电机驱动器根据外来的脉冲，通过其内部的逻辑电路控制步进电机的绕组按一定的次序正反通电，从而实现其运转。以两相1.8度，步进电机为例，其主要分为4线（双极性），6线（单极性）两种方式：

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• 线（双极性）电机，当其绕组的通电方向顺序按照AC->BD->CA->DB 四个状态周而复始进行变化，每变化一次，电机运转一步,即1.8度。

  6线（单极性）电机，当其绕组的通电方向顺序按照OA->OB->OC->OD 四个状周而复始进行变化，每变化一次，电机运转一步,即1.8度。

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