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三相HB步进电机工作原理及接线图


三相HB式步进电机的外观与二相电机几乎完全相同。三相步进电机的经典参数:基本步进角为 1.2°,机座尺寸为□ 42 或□ 56。但是, □ 35、□ 50 和□ 60,以及 φ86 也是很常见的尺寸。也有一些三相步进电机的基本步进角为常规参数的一半,即 0.6°。此外,基本 步进角远大于普通电机,达到 3.75°的电机也在实际生产中有一定的应用 。由基本步进角的表达式可知,在转子的小齿数保持不变的前提下, 增加相数即可减小基本步进角。这里,相数增加到 3,基本步进角减小为 1.2°。

图 1 是基本步进角为 1.2°的三相步进电机内部结构示例。
● 转 子 转子的小齿数为 50,与二相电机相同。
● 定 子 定子上以 30°间隔设置了 12 个主极,主极的端面设置有小齿——齿夹角和转子 大约相同,为 7.2°。图 9.6 所示结构的每个主极上有 4 个齿。

图1
这里将上、下、左、右互相间隔 90°的 4 个主极称为 U 相,在 2 个方向上分别 与它们间隔 30°的称为 V 相和 W 相,线圈就按照这三相来布置。各相中相对的两极 的磁性相同,间隔 90°的两极的磁性相反,定子的主极相位顺序如下:U → V → W → U → V → W → U → V → W → U → V → W 主极之间的 30°夹角与小齿之间的 7.2°齿夹角之间的关系可以表示为 30 = 7.2×4 + 1.2 = 7.2× 4 + 16 (9.3) 因此,相邻主极之间的相位差为 1/6 夹角(电气角 60°,机械角 1.2°)。
工作原理
三相电机的工作原理如图 2 所示。相对于二相的 1/4 齿夹角的相位差,三相电 机中相邻主极之间的相位差是 1/6 齿夹角(1.2°)。在图 2 中,首先 U 相励磁,主极 U 磁化为 S 极,主极 U 磁化为 N 极,转子的 N 极小齿受 U 主极吸引,S 极小齿受 U 主极吸引,转子转动到图 2(a)所示的位 置停止。在这种情况下,V 相和 V 相的小齿与转子的小齿错开 1/6 夹角,W 相和 W 相的小齿则与转子小齿错开 2×1/6 夹角。此后,与二相电机一样,将励磁电流从 U 相切换至 V 相,则转子向右方转动 1/6 夹角(1.2°),并在图 2(b)所示的位置停止。因此,三相步进电机的励磁相位按如下顺序切换,就可以以 1.2°步进角持续 旋转:U → V → W → U → V → W → U…
接线方式
接线方式
图 3(a)所示的是三相绕组(U、V、W)采用 Y 形连接(星形连接)的方式。这种方式需要引出 3 个接线端子,需要采用 6 个晶体管的三相桥式电路驱动。但是,这种方式只能进行二相激励。如果你想分别单独控制各相的电流,则需要 如图 3(b)所示从每相引出 2 个端子,且需要 3 组全桥电路来驱动。

图3


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