步进电机的工作原理

一、单定子、径向分相、反应式步进电机的工作原理
按电磁铁的作用原理:
1、当a相绕组通电(用直流电压激磁)时;形成a相定子磁极(aa方向磁场),产生反应力,吸引转子转过一定的角度,使转子齿与a相定子磁极小齿对齐。
2、当a相绕组断电,b相绕组通电时,形成b相定子磁极(bb方向磁场) ,产生反应力,吸引转子顺时针转过3°,使转子齿与b相定子磁极小齿对齐。
3、以次类推…………
若控制线路不停地按a-b-c-a…顺序控制步进电机各相绕组的通断电,步进电机的转子便不停地顺时针转动;若通电顺序改为a-c-b-a…,步进电机的转子将逆时针转动。这种通电方式称为三相三拍通电方式;此时定子绕组的通电状态每改变一次,转子转过3°。
若控制线路不停地按a-ab-b-bc-c-ca-a…顺序控制步进电机各相绕组的通断电,这种通电方式称为三相六拍通电方式。当从a相通电转为a和b同时通电时,转子齿将同时受到a相绕组产生的磁场和b相绕组产生的磁场的共同吸引,转子齿只好停在a 和b两相磁极之间,转子转过1.5°。当由a和b两相同时通电转为b相通电时,转子再沿顺时针方向旋转1.5°,使转子齿与b相磁极对齐。……依此类推。在三相六拍通电时,定子绕组的通电状态每改变一次,转子转过1.5°。与三相三拍通电方式相比,可使每次转角缩小一半。
二、五相五定子、轴向分相、反应式步进电机工作原理
步进电机的定子和转子在轴向分为五段,每一段都形成独立的一相定子铁心、定子绕组和转子;各段定子铁心形如内齿轮,由硅钢片叠成;各段定子上的在圆周方向均匀分布,彼此之间错开1/5齿距;各段转子形如外齿轮,也由硅铁片叠成;各段转子齿彼此不错位。当设置在定子铁心环形格内的定子绕组通电时,形成一相环形绕组。
若控制线路不停地按a-b-c-d-e-a-…顺序控制步进电机各相绕组的通断电,这种通电方式称为五相五拍通电;若控制线路不停地按 ab-abc-bc-bcd-cd-cde-de-dea-ea- eab-ab …顺序控制步进电机各相绕组的通断电,这种通电方式称为五相十拍通电;步距角a的计算仍可采用上述计算公式。
小结:
1、步进电机受脉冲电流控制,转子的角位移正比于输入脉冲的数量,转子的角速度正比于输入脉冲的频率,转子的旋转方向取决于定子绕组的通电顺序。
2、步进电机有一定的步距误差,但没有累计误差。
3、若维持控制绕组的电流不变,则步进电机就可停在某一位置不动。