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图2-1 反应式步进电动机的结构示意图
下面介绍反应式步进电动机单三拍、优尔拍及双三拍通电方式的基本原理。反
应式步进电机的工作原理是利用了物理上的“磁通总是力图使自己所通过的路径的磁阻最小”所产生的磁阻转矩，使电机一步步转动的。以三相反应式步进电机为例。
一、单三拍通电方式的基本原理
设A相首先通电(B、C两相不通电)，产生A—A7轴线方向的磁通，并通过转子形成闭合回路。这时A、A7极就成为电磁铁的N、S极。在磁场的作用下，转子总是力图转到磁阻最小的位置，也就是要转到转子的齿对齐A、A7极的位置(图2—2a)；接着B相通电(A、C两相不通电)，转了便顺时针方向转过30。，它的齿和C、C7极对齐(图3c)。不难理解，当脉冲信号一个一个发来时，如果按A—C—B—A一…的顺序通电，则电机转子便逆时针方向转动。这种通电方式称为单三拍方式。
（a）A相通电 （b）B相通电 （c）C相通电
图2-2 单三拍通电方式时转子的位置
二、优尔拍通电方式的基本原理
设A相首先通电，转子齿与定子 、 对齐(图2—3a)。然后在A相继续通电的情况下接通B相。这时定子 、 极对转子齿2、4产生磁拉力，使转子顺时针方向转动，但是 、 极继续拉住齿l、3，因此，转子转到两个磁拉力平衡为止。这时转子的位置如图2—3b所示，即转子从图2—3(a)位置顺时针转过了 。接着A相断电，B相继续通电。这时转子齿2、4和定子B、B7极对齐图2～3c)，转子从图4(b)的位置又转过了 。其位置如图2—3d所示。这样，如果按A—A、B—B—B、C—C—C、A—A…的顺序轮流通电，则转子便顺时针方向一步一步地转动，步距角15。。电流换接优尔次，磁场旋转一周，转子前进了一个齿距角。如果按A—A、C—C—C、B—B—B、A—A…的顺序通电，则电机转子逆时针方向转动。这种通电方式称为优尔拍方式。
a．A相通电 b．A、B相通电 c．B相通电 d．B、C相通电
图2-3 优尔拍通电时转子位置
三、双三拍通电方式的基本原理
如果每次都是两相通电，即按A、B—B、C—C、A—A、B一…的顺序通电，则称为双三拍方式，从图4b，和图4d可见，步距角也是30。。因此，采用单三拍和双三拍方式时转子走三步前进了一个齿距角，每走一步前进了三分之一齿距角；采用优尔拍方式时，转子走优尔步前进了一个齿距角，每走一步前进了优尔分之一齿距角。因此步距角e可用下式计算：
（2-1）
式中Zr是转子齿数；m是运行拍数。
一般步进电动机最常见的步距角是 或 所以，转子上不只4个齿(齿距角 )，而有40个齿(齿距角为 )。
由式 可知，转子每转过一个步距角 ，就相当于转过了整个圆周的1/（Zr×m)圈，若控制脉冲频率为e则转子每秒钟就转过f/(Zr×m)圈，所以转子转速n为：
2-2）
本设计采用的是三相混合式步进电机60BYG350BL。
2.4 步进电机控制系统简介
步进电机控制系统是一个有机的完整的整体，由运动控制系统和操作控制系
统组成。由操作系统完成把操作者的操作转化为运动控制系统能接受的电信号，运动控制系统随之作出反应，完成规定动作。
自动控制是一门有关如何对物体位置和速度进行控制的技术。典型的运动控制系统应由三部份构成：控制部分、驱动部分、执行部分。如图2-4所示：
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