步進(jìn)電機的工作原理

以磁阻式步進(jìn)電機為例,介紹一下步進(jìn)電機的工作原理,圖1. 1是磁阻式步進(jìn)電機工作原理的示意圖。它的定子上有六個(gè)極,轉子有四個(gè)極。定子磁極上繞有三組繞組,每組繞組由相互串聯(lián)的兩個(gè)線(xiàn)圈構成。一組繞組叫做一相。因此,圖1. 1所示的電機為三相步進(jìn)電機。直流電源通過(guò)開(kāi)關(guān)I、Ⅱ和Ⅲ,驅動(dòng)電流流過(guò)繞在定子上的繞組。狀態(tài)(1) ,開(kāi)關(guān)I閉合,A相通電。由于A(yíng)相繞組受到激磁,

空氣隙里出現如箭頭所示的磁場(chǎng)。A相上的兩個(gè)定子磁極和兩個(gè)轉子齒對準,轉子處于平衡狀態(tài)。若再閉合開(kāi)關(guān)R激勵B相,如狀態(tài)(2)所示, B相的定子磁極以同樣的方式產(chǎn)生磁場(chǎng)。在磁力線(xiàn)的張力作用下,產(chǎn)生逆時(shí)針?lè )较虻霓D矩。于是,轉子沿逆時(shí)針?lè )较蜣D過(guò)一個(gè)固定的角度,到達狀態(tài)(3) 。圖中,轉過(guò)的角度為15°。如果現在打開(kāi)開(kāi)關(guān)I,去掉A相的激磁,轉子將再轉15°,到達狀態(tài)(4) 。因此,轉子的角位置可以用這種開(kāi)關(guān)方式進(jìn)行控制。若開(kāi)關(guān)以某種時(shí)序轉換,則轉子就能以步進(jìn)運動(dòng)的方式連續旋轉;若進(jìn)一步使時(shí)序轉換的速度可調,則平均速度也能用這種開(kāi)關(guān)方式進(jìn)行控制。

圖1. 1　磁阻式步進(jìn)電機的工作原理

實(shí)際上,驅動(dòng)步進(jìn)電機的開(kāi)關(guān)是晶體管,開(kāi)關(guān)信號由數字集成電路或微機產(chǎn)生。通過(guò)前面的介紹可以看到,步進(jìn)電機是一種把開(kāi)關(guān)激勵的變化變換成精確的轉子位置增量運動(dòng)的執行機構。