一、前言

　　步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉過一個步距角。這一線性關系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。

　　雖然步進電機已被廣泛地應用，但步進電機并不能象普通的直流電機，交流電機在常規下使用。它必須由雙環形脈沖信號、功率驅動電路等組成控制系統方可使用。因此用好步進電機卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業知識。

　　目前,生產步進電機的廠家的確不少，但具有專業技術人員，能夠自行開發，研制的廠家卻非常少，大部分的廠家只一、二十人，連最基本的設備都沒有。僅僅處于一種盲目的仿制階段。這就給用戶在產品選型、使用中造成許多麻煩。步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的一種開環線性執行元件，具有無累積誤差、成本低、控制簡單特點。產品從相數上分有二、三、四、五相，從步距角上分有0.9°/1.8°、0.36°/0.72°，從規格上分有口42~φ130，從靜力矩上分有0.1N·M~40N·M。

　　簽于上述情況，我們決定以廣泛的感應子式步進電機為例。敘述其基本工作原理。望能對廣大用戶在選型、使用、及整機改進時有所幫助。

　　二、感應子式步進電機工作原理

　　(一)反應式步進電機原理

　　由于反應式步進電機工作原理比較簡單。下面先敘述三相反應式步進電機原理。

　　1、結構：

　　電機轉子均勻分布著很多小齒，定子齒有三個勵磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉子齒軸線錯開。

　　0、1/3て、2/3て,(相鄰兩轉子齒軸線間的距離為齒距以て表示)，即A與齒1相對齊，B與齒2向右錯開1/3て，C與齒3向右錯開2/3て，A’’與齒5相對齊，(A’’就是A，齒5就是齒1)下面是定轉子的展開圖：

　　2、旋轉：

　　如A相通電，B，C相不通電時，由于磁場作用，齒1與A對齊，(轉子不受任何力以下均同)。

　　如B相通電，A，C相不通電時，齒2應與B對齊，此時轉子向右移過1/3て，此時齒3與C偏移為1/3て，齒4與A偏移(て-1/3て)=2/3て。

　　如C相通電，A，B相不通電，齒3應與C對齊，此時轉子又向右移過1/3て，此時齒4與A偏移為1/3て對齊。

　　如A相通電，B，C相不通電，齒4與A對齊，轉子又向右移過1/3て

　　這樣經過A、B、C、A分別通電狀態，齒4(即齒1前一齒)移到A相，電機轉子向右轉過一個齒距，如果不斷地按A，B，C，A……通電，電機就每步(每脈沖)1/3て,向右旋轉。如按A，C，B，A……通電，電機就反轉。

　　由此可見：電機的位置和速度由導電次數(脈沖數)和頻率成一一對應關系。而方向由導電順序決定。

　　不過，出于對力矩、平穩、噪音及減少角度等方面考慮。往往采用A-AB-B-BC-C-CA-A這種導電狀態，這樣將原來每步1/3て改變為1/6て。甚至于通過二相電流不同的組合，使其1/3て變為1/12て，1/24て，這就是電機細分驅動的基本理論依據。

　　不難推出：電機定子上有m相勵磁繞阻，其軸線分別與轉子齒軸線偏移1/m,2/m……(m-1)/m,1。并且導電按一定的相序電機就能正反轉被控制——這是步進電機旋轉的物理條件。只要符合這一條件我們理論上可以制造任何相的步進電機，出于成本等多方面考慮，市場上一般以二、三、四、五相為多。

　　3、力矩：

　　電機一旦通電，在定轉子間將產生磁場(磁通量Ф)當轉子與定子錯開一定角度產生力

　　F與(dФ/dθ)成正比

　　S 

　　其磁通量Ф=Br*S

　　Br為磁密，S為導磁面積

　　F與L*D*Br成正比

　　L為鐵芯有效長度，D為轉子直徑

　　Br=N·I/R

　　N·I為勵磁繞阻安匝數(電流乘匝數)R為磁阻�！綧echNet】