步進(jìn)電機(jī)的機(jī)械原理

一、 步進(jìn)電機(jī)分類

1.1、 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（VR）:轉(zhuǎn)子由軟磁材料制成，結(jié)構(gòu)簡單、成本低、動態(tài)力學(xué)性能差、步距角可以很?。?/p>

1.2、 永磁式步進(jìn)電機(jī)（PM）：轉(zhuǎn)子由永磁材料制成，轉(zhuǎn)子級數(shù)少，步距角大，力矩大，動態(tài)性能好；

1.3、 混合式步進(jìn)電機(jī)（HB）：結(jié)合VR、PM電機(jī)優(yōu)點(diǎn)，輸出力矩大、步距角小、動態(tài)性能好，目前使用最為廣泛，下述以該類電機(jī)為例進(jìn)行介紹。

二、 兩相混合式步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)

2.1、 實(shí)物圖如下所示，主要由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋組成

2.2、結(jié)構(gòu)示意圖如下所示

2.3、剖視圖分析（剖切轉(zhuǎn)子S端）

定子有8個(gè)磁極，如下圖所示，綠色繞線的為A相，洋紅色繞線的為B相。轉(zhuǎn)子有50個(gè)齒，均勻分布。定子每個(gè)磁極有6個(gè)齒，總計(jì)8*6=48齒。當(dāng)A相定子有一對磁極齒與轉(zhuǎn)子齒完全對齊時(shí)，A相定子另一對磁極齒必定與轉(zhuǎn)子齒完全錯(cuò)開，此時(shí)B相定子齒與轉(zhuǎn)子齒呈半齒對齊（或者半齒錯(cuò)開）。同理可以判斷B相定子齒與轉(zhuǎn)子齒對齊時(shí)的狀態(tài)。

2.4、轉(zhuǎn)動原理

①當(dāng)A+接電源正極，A-接電源負(fù)極時(shí)，A相線圈導(dǎo)通，產(chǎn)生磁場，如圖下圖所示，A相藍(lán)色的N極與轉(zhuǎn)子的S極相互吸引對齊，同時(shí)A相的S極與轉(zhuǎn)子S極相互排斥而錯(cuò)開，此時(shí)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)

②當(dāng)B+接電源正極，B-接電源負(fù)極時(shí)，B相導(dǎo)通，此時(shí)狀態(tài)如下

③當(dāng)A-接電源正極，A+接電源負(fù)極時(shí)，A相導(dǎo)通，此時(shí)狀態(tài)如下

④當(dāng)B-接電源正極，B+接電源負(fù)極時(shí)，B相導(dǎo)通，此時(shí)狀態(tài)如下

⑤然后回到①圖狀態(tài)，經(jīng)過4個(gè)步驟，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個(gè)齒，轉(zhuǎn)子每一個(gè)齒對應(yīng)的角度是360/50=7.2°，所以每一個(gè)步驟，電機(jī)轉(zhuǎn)過的角度就是7.2°/4=1.8°，即步進(jìn)電機(jī)的步距角

2.5、完整畫如下

2.6、轉(zhuǎn)子N極布局

上述解釋的是轉(zhuǎn)子S受力，轉(zhuǎn)子N極齒與S極齒是完全錯(cuò)開的，如下圖所示，受力分析與S極是一樣的。

三、步進(jìn)電機(jī)演示器功能介紹

為了方便直觀的理解電機(jī)轉(zhuǎn)動原理，制作了電機(jī)演示器，可以手動操作，也可以自動操作，具有4拍和8拍模式，速度也可自行調(diào)節(jié)