步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理
步進(jìn)電機(jī)是利用電磁鐵原理，將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成線位移或角位移的電機(jī)。每來一個(gè)電脈沖，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，帶動(dòng)機(jī)械移動(dòng)一小段距離。

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)
步進(jìn)機(jī)將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為角位移或線位移。主要要求：動(dòng)作靈敏、準(zhǔn)確、重量輕、體積小、運(yùn)行可靠、耗電少等。

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)：
      (1)來一個(gè)脈沖，轉(zhuǎn)一個(gè)步距角。
      (2)控制脈沖頻率，可控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。
      (3)改變脈沖順序，改變方向。

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類
    根據(jù)勵(lì)磁式方式的不同分為：反應(yīng)式、永磁式和混合式（又叫感應(yīng)子式）三種。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用較多。
下面以反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)為例說明步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。

圖7-20 （a）三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作原理圖

A 相通電，A 方向的磁通經(jīng)轉(zhuǎn)子形成閉合回路。若轉(zhuǎn)子和磁場(chǎng)軸線方向原有一定角度，則在磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)子被磁化，吸引轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子的位置力圖使通電相磁路的磁阻最小，使轉(zhuǎn)、定子的齒對(duì)齊停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
A 相通電使轉(zhuǎn)子1、3齒和 AA' 對(duì)齊。

圖7-20 （b）三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作原理圖

同理，B相通電，轉(zhuǎn)子2、4齒和B相軸線對(duì)齊，相對(duì)A相通電位置轉(zhuǎn)30；

圖7-20 （c）三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作原理圖

最后，C相通電，轉(zhuǎn)子1、3齒和C相軸線對(duì)齊，相對(duì)B相通電比較，轉(zhuǎn)子再次轉(zhuǎn)動(dòng)30。

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)
步進(jìn)機(jī)主要由兩部分構(gòu)成：定子和轉(zhuǎn)子。它們均由磁性材料構(gòu)成，以三相為例其定子和轉(zhuǎn)子上分別有六個(gè)、四個(gè)磁極 。

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖

定子的六個(gè)磁極上有控制繞組，兩個(gè)相對(duì)的磁極組成一相。
注意：這里的相和交流電中的“相”的概念不同。步進(jìn)機(jī)通的是直流電脈沖，這主要是指線圖的聯(lián)接和組數(shù)的區(qū)別。

圖7-22 三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作方式
(以三相步進(jìn)電機(jī)為例)步進(jìn)電機(jī)的工作方式可分為：三相單三拍、三相六拍、三相雙三拍等。
一、三相單三拍
三相繞組中的通電順序?yàn)椋?br>

這種工作方式，因三相繞組中每次只有一相通電，而且，一個(gè)循環(huán)周期共包括三個(gè)脈沖，所以稱三相單三拍。
三相單三拍的特點(diǎn)：
1）每來一個(gè)電脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過 30。此角稱為步距角，用b表示。
2）轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相線圈通電的順序，改變通電順序即可改變轉(zhuǎn)向。

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