2 步进电机的种类

 步进电机种类主要有反应式、永磁式和混合式。应用最广泛的是反应式和混合式。

（1）反应式步进电机

反应式步进电机是一种很受欢迎的电机。反应式步进电机有一个定子，上面装有M相励磁绕组，相当于M个定位电磁铁。还有一个转子，上面的槽齿子是均匀分布的，没有绕组。因而反应式步进电机分为单段式和多段式。

多段反应式步进电机。

图2-1 多段反应式步进电机结构图

     图2-1所示为多段式步进电机结构，例如：三相步进电机，定转子齿对分布呈纵向排列，从轴向上看三段转子齿中心线一致，三段定子齿的中心线分别错开1 /3个转子齿距。在磁路上三段转子相互独立，三段定子绕组进行独立的通电，相当于三个电磁铁独立定位，当按一定顺序循环导通A, B, C三相时，电机能够步进运行。结构上这种电机是对称的，不平衡的单边磁拉力是不会产生的。但其复杂的结构，使其很难制造，工作特性也不是太好。因此，有了单段反应式步进电机的出现。

单段反应式步进电机

    单段反应式步进电机，它的结构等于是把多段电机定子重合装在一个平面上，如图2-2所示，以三相单反步进电机为例，六个大磁极均匀分布在电机定子上，每个磁极上都有一个励磁线圈，两个相对的线圈串联成一相绕组， 组成了三相绕组。转子上均匀分布的转子齿，槽宽、齿宽相近。

图2-2三相单段反应式步进电机结构

    单段反应式步进电机的结构是比较简单的，并可靠坚固。当按一定的顺序来循环导通三相时，电机定子磁场是一步一步前进的。转子的步进角比定子磁场的小，因而这种电机是一种减速同步电机，也称为低速同步电机。文献综述

（2）永磁式步进电机

永磁式步进电机是转子上面安装了永久磁钢的步进电机。它的定子上面绕有绕组，转子上则装有磁钢，转子上的磁钢极数与定子每相绕组的级数是相等的。永磁式步进电机的优点是输出力矩大、动态性能好，但精度差，步距角大（7。5或15度），且驱动电源需要提供正、负脉冲。这使得电源线路变得复杂化。因此，永磁式步进电机很少在需要准确定位的场合使用。

（3）混合式步进电机

    混合式步进电机就是大家所熟知的同步感应子电机，在我国也称这种电动机为永磁感应子式步进电机，最早见于美国专利，称为SLO-SYN电动机[3]。混合式步进电机主要包含五相式和两相式。定子铁心上面有一些大极齿，每个大极齿上都有一些小齿。这种电机的转子铁心分两个部分，两个部分铁心相差半个齿距装配而成，定子和转子的小齿齿距一般是相等的。它是永磁式和反应式步进电机的结合，可以做到既有反应式的小步距，也有永磁式控制功率小的优点，是除单反式步进电机外另一种使用广泛的步进电机。

3 步进电机的结构和驱动原理

3。1步进电机的结构

简单来说步进电机就是根据输入脉冲信号励磁状态的是否改变而前进一定角度(或长度)或保持一定位置静止的电动机。电机内部线圈的组数就是步进电机的相数，目前常用的是二相、三相、四相、五相步进电机。本文以四相步进电机为例，用单极性直流电源来供电。按一定的时序给步进电机各相绕组通电，就可以让步进电机步进转动。如图3-1所示，为四相反应式步进电机步进示意图。

图3-1 四相步进电机步进示意图

首先，SB通电，SA、SC、SD断开，对齐B相磁极和转子0、3号齿，这时，C、D相绕组磁极和转子1、4号齿错齿，D、A相绕组磁极和2、5号齿错齿。当开关SC通电，断开SB、SA、SD时，由于C相绕组的磁力线与1、4号齿之间的磁力线作用，使转子产生转动，C相绕组磁极与1、4号齿对齐。这时A、B相绕组与0、3号齿错齿，A、D相绕组磁极与2、5号齿错齿。因而，对A、B、C、D四相绕组进行轮番供电，转子沿A、B、C、D的方向进行转动。反之，转子则会沿着D、C、B、A进行转动。