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图3-5 28BYJ-48型四相五线步进电机内部原理图
3.2.2 28BYJ-48步进电机内部结构与工作原理
28BYJ-48是一种五线四相步进电机，从名字代码可以看出这是一种永磁式（Y）减速（J）步进电机（B），上图为其内部定子绕组上的接线示意简图。该电机定子分为两层，每层都绕有绕向相反的两组铜线，上面一层两根线分别对应四相中的A、C两相(因C相线圈与A同层反向，故又称C为 )；下面一层分别对应四相中的B、D两相(因D相线圈与B同层反向，故又称D为 )。每层线圈被上下两个铁片夹在中间，每个铁片上有均匀分布的8个垂直于铁片平面的齿，并插入线圈轴中，并且两个铁片对应的8个齿相互交错，将圆周均分为16等份，并且上下两层的16个齿也是相互交错的，于是两层所有共32个齿将圆周均分为32等份，从轴向看就是有32个均匀分布的齿，并且任意相邻的两个齿是分属于上下不同层次的线圈轴中。
给其中一相(比如A相)对应的线圈通电，该层所在的两个铁片分别变为磁场的S极和N极，致使与之相连的8个齿分别为S极和N极，由于磁通具有力图沿磁阻最小路径通过的特点，就产生一个吸引力(其实就产生了一个扭矩)，将转子中最近的一个异极性齿吸引过来，从而使转子转动。在电机稳定时，必有一对定、转子齿是正对的互相吸引的N-S极。下图中齿1和5为上层线圈上面铁片的齿，齿2和6为下层线圈上面铁片的齿，齿3和7为上层线圈下面铁片的齿，齿4和8为下层铁片下面的齿，都只画出了8个中正对的两个。由图3-6大致可以看出在给定脉冲后定子齿的极性旋转变化规律。
图3-6 四相步进电机转动
由上述步进电机主要参数表可以看出该电机的步距角度为5.625/64，其意思是理论上每给电机一个脉冲，经过减速齿轮系后使得外轴(也就是我们在外面看到的那个转轴)转动5.625/64度。或者可以这样说：当电机接收到64个脉冲时会转动5.625度。若对电机采用单相四拍(A-B-C-D)或双相四拍(AB-BC-CD-DA)通电方式驱动时，一个循环将使外轴转动5.625/16度。而双相八拍(A-AB-B-BC-C-CD-D-DA)时，一个循环同样也是使转子转动5.625/16度，但耗费的时间则是四拍的两倍，也就是速度是四拍的一半。由表3-2得：5V/300Ω=16.7mA，步进电机相电流约为16.7mA。
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