2.2 步进电机原理
2.2.1 基本原理
步进电机依靠电磁吸引的原理工作。现以三相反应式步进电机为例说明电机原理。对于反应式步进电机来说其定子上有磁极,在每一个磁极上都绕有激磁绕组,而转子无绕组,周向均匀布齿,如图2-1中的示例为四齿,分别为1、2、3、4,转子通过.9磁极对齿的吸合来运作。此外图中A、B、C为三相。
中所示为此三项步进电机的三相三拍工作方式。首先假设A相通电,A相绕组的磁力线为削弱磁阻,对转子施加力矩,则磁极A与相邻转子1、3共线;接着B磁极又会吸引2齿与4齿,于是转子逆时针旋转30°;再接着C通电,B断电,则转子又逆时针旋转30°。于是,只要定子绕组的通电顺序为A B C A,转子就可以保持逆时针旋转。当然改变通电顺序也可使之顺时针旋转,步距角都为30°。此种步进电机控制方式叫做三相三拍控制方式。
下面简述双三拍工作方式,与单三拍相似,定子一个导通周期经过三个相位,只不过双三拍时一个到同相位有两相导通。通电顺序为AB BC CA AB,顺时针时顺序则与此相反,相比单三拍,双三拍的优势是不会在换相瞬间失去自锁转矩,电磁转矩大,工作比较平稳。
最后一种通电方式为三相751拍,通电顺序为A AB B BC C CA A同样为逆向。可以从通电顺序中看出,这种通电方式使电机运转更加平稳,步距角为三拍时的一半,为15°。