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深圳东么川介绍步进电机基本结构与工作原理


步进电机(stepper motor,或者step motor,或者stepping motor)是一种将转动分割成很多等分步距的无刷直流电机。电机的位置可根据指令移动或保持在某一步,不需要任何反馈传感器(开环),只要转矩和转速能满足所需应用。

1、何为步进?

当直流电压施加于有刷直流电机时,电机产生连续转动,而步进电机根据输入脉冲序列(方波脉冲)产生精确定义的轴位置增量。每个脉冲使轴移动一个固定的角度,称为步距角(step angle),如图1所示。
步进电机基本结构与工作原理
图1 步距角

2、基本结构与工作原理

步进电机的定子为硅钢片叠成的凸极式,极身上套有控制绕组,由外部驱动电路或微控制器使定子变身电磁铁。定子相数m可以是2、3、4、5、6相,每相有一对磁极,分别位于内圆直径的两端。转子为软磁材料的叠片叠成。转子为凸出的齿状(multi-toothed magnetic rotor),均匀分布在转子外圆四周,转子中并无绕组。
图2所示为4相(4-phase)电机,转子有6个齿,由4个晶体管开关控制轮流给4相线圈A、B、C、D通以直流电。

步进电机基本结构与工作原理
图2 步进电机基本结构与工作原理
为了使电机旋转,首先,给A相供电,产生的电磁力吸引转子1齿,使得转子1齿与A相凸极对齐,与B相相差一个角度,这意味着,当B相通电而A相断电时,转子转过一个微小的角度与B相的凸极对齐,这个过程周而复始。每次通电旋转称为一步,若干整数步就构成一圈。这样,步进电机能走出精确的角度。



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