简述步进电机的工作原理(混合式步进电动机的工作原理)

发布时间: 2021-03-15
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图中的电动机定子具有4个沿圆周均匀分布的齿，并且线圈缠绕在齿上并成对连接。两个极性不同的转子各有三个齿。在该图中，实线表示S段，虚线表示N段，并且两个转子错开一半的节距。

当绕组中没有电流时，转子倾向于处于N极和S极的有限位置，因为转子的永磁体总是试图减小磁路的磁阻。每个转子都有一个定子极和对齐的齿。图中的马达有12个位置。将转子保持在这些位置的扭矩通常不大，称为保持扭矩。

步进电动机为什么需要驱动电路才能工作

如图11.28（a）所示，如果有电流流过相绕组，则由定子产生的N极和S极会吸引二元转子段的齿。在转子上齿数相同的三个稳定位置中，将转子拉离定位位置的扭矩要大得多，这称为锁定扭矩。

当通电模式从图（a）切换到图（b）时，定子磁场旋转90度。然后拉出另一对齿以使转子旋转30。对应于整个步骤。在图（b）至图（c）中，励磁返回到先前的绕组，但是电流的方向相反，因此转子可以前进一个步骤。在图（d）中，第二相绕组电流可以反向并向前移动。这样，转子穿过齿距。从图（d）返回到图（a），形成了电动机的旋转运动，每个旋转需要12步。显然，以相反的顺序给定子绕组通电将使电动机反向。

通常，定子的小齿以与转子不同的螺距均匀分布。在具有大量齿的电动机中，定子和转子的节距被安排为只有两个齿。两者在转子的相反侧相隔180度。定子齿完美对齐。同时，它们相距90片。机械角的定子和转子齿完全交错。对于具有这种结构的混合动力电动机，可以使用以下公式计算每转的步数。 N=┃NrNs/（Ns-Nr）┃

其中，N是每转的步数，Nr和Ns分别是转子和定子的齿数。

步进电机是为精确位移而设计的，必须具有小电流和大电流才能获得高精度和高效率，并且可以在不向DC电机供电的情况下运行。此外，步进电机使用单个芯片来生成脉冲以控制转矩。单片机本身具有较小的驱动电流，并且不能驱动电动机绕组。要产生大电流，需要使用驱动电路。它将烧毁一台单片机。

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