步进电机教学课件学习课件PPT
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步进电机的种类及其工作原理课件
04
反应式步进电机
反应式步进电机结构特点
定子与转子
由定子和转子组成，定子上有绕组，转子由软磁材料制成，上有 多个齿。
凸极结构
凸极结构使得转子的齿与定子的极相配合，从而实现步进运动。
绕组分布
绕组通常采用集中绕组或分布式绕组，以提供所需的磁场。
反应式步进电机工作原理
通电顺 序
按照特定的通电顺序依次给各相绕组通电，使得转子按照设定的方 向步进旋转。
步进控制
通过微控制器或驱动器控制电流的流 向和大小，可以控制滑块的移动方向 和速度，从而实现精确的步进控制。
直线步进电机应用领域
工业自动化
直线步进电机广泛应用于各种工业自动化设备中，如数控机 床、激光切割机、包装机等，用于实现工件的精确定位和移动。
医疗器械
由于直线步进电机的步进精度高、噪音低、易于控制等特点， 它也被广泛应用于医疗器械中，如医疗影像设备、手术机器 人等。
运动控制。
仪器仪表
在仪器仪表中，反应式步进 电机常用于驱动指针或显示 器件，实现精确的指示和测量。
办公自动化设备
在办公自动化设备中，如打 印机、复印机、扫描仪等， 反应式步进电机用于驱动纸 张传输、感光鼓旋转等部件， 实现高效的工作。
05
直线步进电机
直线步进电机结构特点
线圈和磁轨
直线步进电机由线圈和磁轨组成，线圈通常被封装在一个移动滑 块中，而磁轨则固定不动。
永磁式步进电机应用领域
1 2 3
工业自动化 永磁式步进电机广泛应用于各种工业自动化设备 中，如数控机床、包装机械、印刷机械等，实现 精确定位和自动控制。
办公设备 在打印机、复印机、扫描仪等办公设备中，永磁 式步进电机用于驱动进纸、走纸、扫描等部件， 实现精确控制和高效工作。
步进电动机ppt课件
T=-Csinθ
式中C为常数，与控制绕组、控制电流、磁阻等有关。步进电机某 相绕组通电时矩角特性如图所示。
矩角特性上静转矩的最大值Tsm称为最大静转矩。
7
2、多相通电时 a) 三相步进电动机 A→AB→B→BC→C→CA→A顺序通电
TA=Tmaxsinθse TB=Tmaxsin(θse-120°)
TAB= TA+ TB= 2Tmaxcos60°=Tmax
8
b)五相步进电动机 1、供电方式； （C=1）：五相单五拍 A→B→C→D→E→A
五相双五拍 AB→BC→CD→DE→EA→AB 五相三五拍 ABC→BCD→CDE→DEA→EAB→ABC (C=2): 五相单双十拍 A→AB→B→BC→C→CD→D→DE→E→EA→A 五相三双十拍 AB→ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB
二、步进运行状态（单脉冲运行状态） 当接入控制绕组的脉冲频率较低，电机转子完成一步之后，下 一个脉冲才到来，电机呈现出一转一停的状态，故称之为步进 运行状态。 1、步进运行状态过程负载 TL=0（即空载）
12
A相通电时，-π<θ<π为静稳定区，当A相绕组断电转到B相绕组通电 时，新的稳定平衡点为b，对应于它的静稳定区为-π+θb<θ<π+θb （图中θb=2/3π）,在换接的瞬间，转子的位置只要停留在此区域内， 就能趋向新的稳定平衡点b，所以区域（-π+θb，π+θb）称为动稳定 区，显而易见，相数增加或极数增加，步距角愈小，动稳定区愈接 近静稳定区,即静、动稳定区重叠愈多，步进电机的稳定性愈好。
A相通电时，有
Ua
ra ia
d(Laia ) dt
式中C为常数，与控制绕组、控制电流、磁阻等有关。步进电机某 相绕组通电时矩角特性如图所示。
矩角特性上静转矩的最大值Tsm称为最大静转矩。
7
2、多相通电时 a) 三相步进电动机 A→AB→B→BC→C→CA→A顺序通电
TA=Tmaxsinθse TB=Tmaxsin(θse-120°)
TAB= TA+ TB= 2Tmaxcos60°=Tmax
8
b)五相步进电动机 1、供电方式； （C=1）：五相单五拍 A→B→C→D→E→A
五相双五拍 AB→BC→CD→DE→EA→AB 五相三五拍 ABC→BCD→CDE→DEA→EAB→ABC (C=2): 五相单双十拍 A→AB→B→BC→C→CD→D→DE→E→EA→A 五相三双十拍 AB→ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB
二、步进运行状态（单脉冲运行状态） 当接入控制绕组的脉冲频率较低，电机转子完成一步之后，下 一个脉冲才到来，电机呈现出一转一停的状态，故称之为步进 运行状态。 1、步进运行状态过程负载 TL=0（即空载）
12
A相通电时，-π<θ<π为静稳定区，当A相绕组断电转到B相绕组通电 时，新的稳定平衡点为b，对应于它的静稳定区为-π+θb<θ<π+θb （图中θb=2/3π）,在换接的瞬间，转子的位置只要停留在此区域内， 就能趋向新的稳定平衡点b，所以区域（-π+θb，π+θb）称为动稳定 区，显而易见，相数增加或极数增加，步距角愈小，动稳定区愈接 近静稳定区,即静、动稳定区重叠愈多，步进电机的稳定性愈好。
A相通电时，有
Ua
ra ia
d(Laia ) dt
步进电机及其工作原理1ppt课件
360°
θb = m* Z*C
式中：m －定子相数
2
A A
1
4
2
Z － 转子齿数
3
C －通电方式
A
C = 1 单相轮流通电、双相轮流通电方式
C = 2 单、双相轮流通电方式
制作：张津
常用步进电机的步距角 常用步进电机的定子绕组多数是三相和五相, 与此相匹配
的转子齿数分别为40齿和48齿，即有 三相步进电机：
1. 脉冲混合电路 将脉冲进给、手动进给、手动回原点、误差补偿等混合
为正向或负向脉冲进给信号 2. 加减脉冲分配电路
将同时存在正向或负向脉冲合成为单一方向的进给脉冲
制作：张津
步进电机的驱动控制
3. 加减速电路 将单一方向的进给脉冲调整为符合步进电机加减速特性
的脉冲，频率的变化要平稳，加减速具有一定的时间常数。 4. 环形分配器
单双相轮流通电（M相2M拍） 顺时针轮回 A→AB→B→BC→C→CA→A 逆时针轮回 A→AC→C→CB→B→BA→A
制作：张津
单段反应式步进电机的工作原理 —— 两转子齿
定子通电顺序： A→B→C→A
转子旋转方向： 顺时针
步距角：
θb = 60°
A
A
1
B
1 2
2
B
A
A
C
B
1 2
1 2
C A 60°
2 B
A
A
C
B
60° 1 2
1 2
60°
B
C
B
A
制作：张津
单段反应式步进电机的工作原理 —— 两转子齿
定子通电顺序： A→AB→B→BC→C→CA→A
θb = m* Z*C
式中：m －定子相数
2
A A
1
4
2
Z － 转子齿数
3
C －通电方式
A
C = 1 单相轮流通电、双相轮流通电方式
C = 2 单、双相轮流通电方式
制作：张津
常用步进电机的步距角 常用步进电机的定子绕组多数是三相和五相, 与此相匹配
的转子齿数分别为40齿和48齿，即有 三相步进电机：
1. 脉冲混合电路 将脉冲进给、手动进给、手动回原点、误差补偿等混合
为正向或负向脉冲进给信号 2. 加减脉冲分配电路
将同时存在正向或负向脉冲合成为单一方向的进给脉冲
制作：张津
步进电机的驱动控制
3. 加减速电路 将单一方向的进给脉冲调整为符合步进电机加减速特性
的脉冲，频率的变化要平稳，加减速具有一定的时间常数。 4. 环形分配器
单双相轮流通电（M相2M拍） 顺时针轮回 A→AB→B→BC→C→CA→A 逆时针轮回 A→AC→C→CB→B→BA→A
制作：张津
单段反应式步进电机的工作原理 —— 两转子齿
定子通电顺序： A→B→C→A
转子旋转方向： 顺时针
步距角：
θb = 60°
A
A
1
B
1 2
2
B
A
A
C
B
1 2
1 2
C A 60°
2 B
A
A
C
B
60° 1 2
1 2
60°
B
C
B
A
制作：张津
单段反应式步进电机的工作原理 —— 两转子齿
定子通电顺序： A→AB→B→BC→C→CA→A
第30课--步进电机学习ppt课件
正转〔反转〕时，（反向〕依次输出 表中各单元内容，输出状态是表底 〔表首〕状态时，修改索引值使下 一次输出重新为表首〔表底〕形状。
表13.2 环形分配表
存储单元地址 K+0 K+1 K+2 K+3 K+4 K+5
单元内容 01H(0001) 03H(0011) 02H(0010) 06H(0110) 04H(0100) 05H(0101)
在工作过程中，尽量避免由负载突变而引起的误 差。
在工作中若发生失步现象，先检查负载〔是否过 大）、电源电压〔是否正常），再检查驱动电 源输出波形〔是否正常），不应随意变换元件。
作业： P:361 13.6，13.10～11
转过的角度，一般会跟上来，严重（ ） 时会启动f 不起来。 在运转时，因惯性作用，经过几次振荡后才停 下来，严重时会引起失步。
措施：采用阻尼方法，消除或减弱步进电机的 振荡。
13.4.2 主要性能指标和注意事项
主要性能指标 1) 步距角 ——步进电动机的主要性能指标之一， 它直接影响启动和运行频率。
齿的位置刚好错开 /m
（ —齿距，m—相数）。
3. 公式： l 齿距
360 Z
（Z—转子齿数）
l 步距角
拍数
360 ZKm
＝2）
（K—状态系数，三拍时，K=1；六拍时，K
360 3
340
例如：Z＝40，三相单三拍运行，那么
由此可见，转 子 齿数Z↑（或定子相数m↑，或运行拍 数Km↑），那么 ，控制越精确。
l “稳定运行”Ts max
3. 脉冲信号频率对运行的影响
(a) 频率很低〔接近矩形波）； (b) 频率增高〔波形畸变）； (c) 频率很高〔I 下降到 I/ ）。
表13.2 环形分配表
存储单元地址 K+0 K+1 K+2 K+3 K+4 K+5
单元内容 01H(0001) 03H(0011) 02H(0010) 06H(0110) 04H(0100) 05H(0101)
在工作过程中，尽量避免由负载突变而引起的误 差。
在工作中若发生失步现象，先检查负载〔是否过 大）、电源电压〔是否正常），再检查驱动电 源输出波形〔是否正常），不应随意变换元件。
作业： P:361 13.6，13.10～11
转过的角度，一般会跟上来，严重（ ） 时会启动f 不起来。 在运转时，因惯性作用，经过几次振荡后才停 下来，严重时会引起失步。
措施：采用阻尼方法，消除或减弱步进电机的 振荡。
13.4.2 主要性能指标和注意事项
主要性能指标 1) 步距角 ——步进电动机的主要性能指标之一， 它直接影响启动和运行频率。
齿的位置刚好错开 /m
（ —齿距，m—相数）。
3. 公式： l 齿距
360 Z
（Z—转子齿数）
l 步距角
拍数
360 ZKm
＝2）
（K—状态系数，三拍时，K=1；六拍时，K
360 3
340
例如：Z＝40，三相单三拍运行，那么
由此可见，转 子 齿数Z↑（或定子相数m↑，或运行拍 数Km↑），那么 ，控制越精确。
l “稳定运行”Ts max
3. 脉冲信号频率对运行的影响
(a) 频率很低〔接近矩形波）； (b) 频率增高〔波形畸变）； (c) 频率很高〔I 下降到 I/ ）。
步进电机(计算)课件
混合驱动技术在步进电机中的应用
总结词
混合驱动技术的应用将拓宽步进电机的应用 领域，满足不同场景下的需求。
详细描述
混合驱动技术结合了传统驱动方式和新型驱 动方式的优势，能够实现更高效、更稳定的 运行。例如，采用永磁同步电机和步进电机 的混合驱动方式，可以实现高速、高精度的 定位控制，满足高动态性能的应用需求。此 外，混合驱动技术还可以实现电机的可逆控 制，提高电机的能源利用效率。
加工精度高
步进电机能够实现高精度的加工， 提高数控机床的加工质量和效率。
易于编程和控制
步进电机可以通过数控系统进行编 程和控制，实现自动化加工。
步进电机在智能家居领域的应用
门窗控制
步进电机用于智能家居的门窗控 制，实现门窗的自动开关和调节。
节能环保
步进电机能够实现智能家居的节 能控制，降低能源消耗和减少环
控制参数调整
通过调整控制参数，可以 实现对步进电机运行状态 的精确控制，提高电机的 性能和响应速度。
步进电机的优化设计计算
优化设计计算
结构优化
涉及步进电机结构、材料和制造工艺的优 化设计。通过对这些方面的计算和分析， 可以提高步进电机的性能和可靠性。
通过对电机结构的分析和优化，可以减小 电机的体积、重量和制造成本，提高电机 的刚度和强度。
2023
步进电机(计算)课件
REPORTING
• 步进电机简介 • 步进电机的数学模型 • 步进电机的计算方法 • 步进电机应用案例分析 • 步进电机的发展趋势与展望
2023
PART 01
步进电机简介
REPORTING
步进电机的定义与工作原理
步进电机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的开环控制电机。
《步进电动机》PPT课件
2021/4/23
24
第11章 步进电动机
t
360 Zr
(式中， Zr为转子齿数)， 所以转子每步转过的空间 角度(机械角度)， 即步距角为
s
t
N
360 Zr N
(11 - 1)
式中， N为运行拍数， N=km (k=1, 2； m为相数)。
2021/4/23
25
第11章 步进电动机
为了提高工作精度， 就要求步距角很小。 由式(11 - 1)可见， 要减小步距角可以增加拍数N。 相数增加相 当于拍数增加， 但相数越多， 电源及电机的结构也越 复杂。 反应式步进电动机一般做到六相， 个别的也有 八相或更多相数。 对同一相数既可以采用单拍制， 也 可采用双拍制。 采用双拍制时步距角减小一半。 所以 一台步进电动机可有两个步距角， 如1.5°/0.75°、 1.2°/0.6°、 3°/1.5°等。
2021/4/23
8
第11章 步进电动机
当A相控制绕组通电，而B相和C相都不通电时，由于磁通具有力图走磁阻最小路径的特点， 所以转子齿1和3的轴线与定子A极轴线对齐。同理，当断开A相接通B相时，转子便按逆时针方 向转过30°，使转子齿2和4的轴线与定子B极轴线对齐。断开B相，接通C相，则转子再转过 30°，使转子齿1和3的轴线与C极轴线对齐。从而实现逆时针旋转。
θte=360° 或 θte=2π rad 相应的步距角为
be
te
N
360 N
(11 - 2)
2021/4/23
27
第11章 步进电动机
或
be
2
N
(11 - 3)
所以当拍数一定时， 不论转子齿数多少， 用电角
度表示的步距角均相同。
步进电机 ppt课件
ppt课件
7
步进电机的工作原理
ppt课件
8
步进电机的工作原理
ppt课件
9
步进电机的工作原理
ppt课件
10
步进电机的工作原理
ppt课件
11
步进电机工作原理
上述控制方式三相单三拍，得电顺序 是A→B →C →A，电机逆时针转
pptห้องสมุดไป่ตู้件
12
步进电机的工作原理
ppt课件
13
步进电机的工作原理
ppt课件
ppt课件
19
步进驱动器
传感器
步进电机
连轴器
工作台
丝杆
ppt课件
1
步进电机结构和工作原理
1、步进电机是将电脉信号转变为角位移或 线位移的开环控制元件。在非超载的情况 下，电机的转速、停止的位置只取决于控 制脉冲信号的频率和脉冲数。
脉冲越多，电机转动的角度越大。 脉冲频率越高，电机转速越快，但不能超
过最高频率，否则电机的力矩迅速减小， 电机不转
2、电机的转速和相序切换的频率有关，切换得越快，电 机转动的越快。电机转动的方向和相序有关。
3、电机每拍转动的角度，称步距角Ɵ。步距角和电机的 结构有关。Ɵ=360°/mzk，其中m为定子绕组的相数；Z 为转子的齿数；k为通电方式。M相m拍时，k=1，m相2m 拍时，k=2.
ppt课件
18
如上例中，m=3，z=4，k=1。 所以Ɵ=360°/mzk= 360°/3*4*1=30°
14
步进电机的工作原理
ppt课件
15
步进电机的工作原理
ppt课件
16
步进电机的工作原理
上述控制方式三相单三拍，得电顺序为 A→C→B→A，电机顺时针转。
步进电动机课件ppt
驱动电路类型
常见的步进电动机驱动电 路包括H桥、A4988等。
驱动电路元件
驱动电路的主要元件包括 晶体管、二极管、电容等 ，用于实现电流的放大和 转换。
步进电动机的常见
04
问题与解决方案
步进电动机的常见问题
电机发热过高
电机运行噪音过大
电机在运行过程中发热过高，可能是由于 电机过载、通风不良、绕组故障等原因。
定制化
随着市场的多样化需求，步 进电动机将逐渐实现定制化 生产，满足不同客户和行业 的特殊需求。
步进电动机的未来展望
更广泛的应用领域
随着步进电动机性能和效率的提高，其 应用领域将进一步扩大，涉及到更多行
业和领域。
更智能的集成系统
未来步进电动机将与传感器、控制器 等智能器件集成，形成更智能的控制
系统。
步进电动机的旋转角度和速度 可以通过控制脉冲的数量和频
率来实现高精度的控制。
响应速度快
步进电动机的转动速度和方向 可以通过控制脉冲的频率和相 序来快速响应。
低速性能好
步进电动机在低速时仍能保持 较好的稳定性和平滑性，不会 出现丢步或过冲的现象。
可靠性高
步进电动机的结构简单，维护 方便，且使用寿命长，可靠性
它广泛应用于各种自动化设备、机器 人、数控机床等领域，是实现精密控 制的重要元件之一。
步进电动机的分类
根据结构分类
根据工作电流方式分类
有齿型步进电动机、无齿型步进电动 机、混合型步进电动机等。
有直流步进电动机和交流步进电动机 。
根据相数分类
有单相、两相、三相和多相步进电动 机。
步进电动机的工作原理
步进电动机的驱动
03
控制
步进电动机驱动器
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步进电机需要一个特殊电源，能够 产生脉冲并分配脉冲。
2008、11、15
河海大学常州校区电机与电力拖动基础
种类： 有励磁式和反应式两种。两种的区别在于励磁式步进电机的
转子上有励磁线圈，反应式步进电机的转子上没有励磁线圈。
应用： 步进电机的应用非常广泛。如：在数控机床、自动
绘图仪等设备中都得到应用。
河海大学常州校区电机与电力拖动基础
三、反应式步进电动机的结构原理
实际采用的步进电机的步距角多为3度和1.5度，步 距角越小，机加工的精度越高。
为产生小步距角，定、转子都做成多齿的，图中转 子40个齿，定子仍是 6个磁极，但每个磁极上也有五个齿 。
2008、11、15
河海大学常州校区电机与电力拖动基础
§7.4 步进电动机
一、概述 二、反应式步进电动机的工作原理和分类 三、反应式步进电动机的结构原理 四、反应式步进电动机的运行特性 五、步进电动机的电源
2008、11、15
河海大学常州校区电机与电力拖动基础
一、概述
步进电机是一种特殊电机，它是将输 入的电脉冲转换成转子转过的角度，给一 个脉冲转过一个角度，精度非常高。
转子的齿距等于360/ 40=9 ，齿宽、齿槽各4.5 。
为使转、定子的齿对齐，定子磁极上的小齿， 齿宽和齿槽和转子相同。
200础
工作原理：假设是单三拍通电工作方式。
（1）A 相通电时，定子A 相的五个小齿和转子对 齐。此时，B 相和 A 相空间差120，含
步距角
S
360 Zr mC
m:一个周期的运行拍数 Zr：转子齿数
如：Zr=40 , m=3 时
S
360 3 403
转速
n60fs 60f f：电脉冲的频率
360 ZrmC
2008、11、15
河海大学常州校区电机与电力拖动基础
四、反应式步进电动机的运行特性
（2）A 相断电、B 相通电后，转子只需转过1/3个 齿（3），使 B 相转子、定子对齐。 同理，C 相通电再转3 ……
若工作方式改为三相六拍，则每通一个电脉冲， 转子只转 1.5 。
此电机的转动方向仍由相序决定。
2008、11、15
河海大学常州校区电机与电力拖动基础
步进机通过一个电脉冲,转子转过的角度,称为 步距角。
2008、11、15
河海大学常州校区电机与电力拖动基础
寻找规律：
定子有三相，即 m=3 转子有四个齿，每个齿3600/4=900 转过的角度为300
后可知 S=3600/Zrm
2008、11、15
河海大学常州校区电机与电力拖动基础
这种工作方式，因三相绕组中每次只有一相通电， 而且，一个循环周期共包括三个脉冲，所以称三相 单三拍。
下面以三相反应式步进电机为例说明步进电机的结 构和工作原理。
2008、11、15
河海大学常州校区电机与电力拖动基础
二、反应式步进电动机的工作原理和分类
步进电机主要由两部分构成：定子和转子，它们均由导磁 材料构成。例下图分别有六个、四个齿(极) 。
三相反应式：
定子绕组
定子
转子
2008、11、15
河海大学常州校区电机与电力拖动基础
三相单三拍的特点：
（1）每来一个电脉冲，转子转过 30。此角称为
步距角，用S表示。
（2）转子的旋转方向取决于三相线圈通电的顺序， 改变通电顺序即可改变转向。
2008、11、15
河海大学常州校区电机与电力拖动基础
2、三相单双六拍
三相绕组的通电顺序为： AABBBCCCAA 共六拍。
工作过程：
A B' 1 C'
2008、11、15
河海大学常州校区电机与电力拖动基础
B相通电，转子2、4齿和B相对齐，又转了15。
A
B'
C'
C
B
A'
总之，每个循环周期，有六种通电状态，所以称 为三相六拍，步距角为15。
2008、11、15
河海大学常州校区电机与电力拖动基础
3、三相双三拍
三相绕组的通电顺序为： AB BC CA AB 共三拍。
A
B'
C'
C
B
A'
A
B'
C'
C
B
A'
AB通电
BC通电
2008、11、15
河海大学常州校区电机与电力拖动基础
A
B'
C'
C
B
A'
CA通电
工作方式为三相双三 拍时，每通入一个电 脉冲，转子也是转
30，即 S = 30。
以上三种工作方式，三相双三拍和三相单双六 拍较三相单三拍稳定，因此较常采用。
2008、11、15
化，吸引转子，使转子的位置力图使通电相磁路的磁阻
最小，使转、定子的齿对齐停止转动。
A 相通电使转子1、3齿和 AA' 对齐。
2008、11、15
河海大学常州校区电机与电力拖动基础
A
B'
C'
C
B
A'
A
B'
C'
C
B
A'
同理，B相通电，转子2、4齿和B相轴线对齐， 相对A相通电位置转30；C相通电再转30。
1、三相单三拍
（1）三相绕组联接方式：Y 型 （2）三相绕组中的通电顺序为：
A相B相C相
通电顺序也可以为： A 相 C 相 B 相
2008、11、15
河海大学常州校区电机与电力拖动基础
（3）工作过程
A B' 1 C'
42
C 3B
A'
A 相通电，A 方向的磁通经 转子形成闭合回路。若转 子和磁场轴线方向原有一 定角度，则在磁场的作用 下，转子被磁
120/9 = 13 1 齿 3
A 相和 C 相差240，含240/ 9 = 26 2 个 齿。所以，A 相的转子、定子的五个小3齿对 齐时，B 相、C 相不能对齐，B相的转子、 定子相差 1/3 个齿（3），C相的转子、定
子相差2/3个齿（6）。
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42
C 3B
A'
A相通电，转子1、3齿和A相对齐。
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A、B相同时通电
A
B'
C'
C
B
A'
（1）BB' 磁场对 2、4 齿有磁拉力，该拉力使 转子顺时针方向转动。
（2）AA' 磁场继续对1、3齿有拉力。
所以转子转到两磁拉力平衡的位置上。相对AA' 通电， 转子转了15°。
转子
IA A
定子
IC
IB B
C
定子的六个磁极上有控制绕组，两个相对的磁极组成一相。
注意：这里的相和三相交流电中的“相”的概念不同。 步进机通的是直流电脉冲，这主要是指线图的联接和组数 的区别。
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工作方式
步进电机的工作方式可分为：三相单三拍、三相单双六拍、 三相双三拍等。
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种类： 有励磁式和反应式两种。两种的区别在于励磁式步进电机的
转子上有励磁线圈，反应式步进电机的转子上没有励磁线圈。
应用： 步进电机的应用非常广泛。如：在数控机床、自动
绘图仪等设备中都得到应用。
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三、反应式步进电动机的结构原理
实际采用的步进电机的步距角多为3度和1.5度，步 距角越小，机加工的精度越高。
为产生小步距角，定、转子都做成多齿的，图中转 子40个齿，定子仍是 6个磁极，但每个磁极上也有五个齿 。
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§7.4 步进电动机
一、概述 二、反应式步进电动机的工作原理和分类 三、反应式步进电动机的结构原理 四、反应式步进电动机的运行特性 五、步进电动机的电源
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一、概述
步进电机是一种特殊电机，它是将输 入的电脉冲转换成转子转过的角度，给一 个脉冲转过一个角度，精度非常高。
转子的齿距等于360/ 40=9 ，齿宽、齿槽各4.5 。
为使转、定子的齿对齐，定子磁极上的小齿， 齿宽和齿槽和转子相同。
200础
工作原理：假设是单三拍通电工作方式。
（1）A 相通电时，定子A 相的五个小齿和转子对 齐。此时，B 相和 A 相空间差120，含
步距角
S
360 Zr mC
m:一个周期的运行拍数 Zr：转子齿数
如：Zr=40 , m=3 时
S
360 3 403
转速
n60fs 60f f：电脉冲的频率
360 ZrmC
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四、反应式步进电动机的运行特性
（2）A 相断电、B 相通电后，转子只需转过1/3个 齿（3），使 B 相转子、定子对齐。 同理，C 相通电再转3 ……
若工作方式改为三相六拍，则每通一个电脉冲， 转子只转 1.5 。
此电机的转动方向仍由相序决定。
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步进机通过一个电脉冲,转子转过的角度,称为 步距角。
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寻找规律：
定子有三相，即 m=3 转子有四个齿，每个齿3600/4=900 转过的角度为300
后可知 S=3600/Zrm
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这种工作方式，因三相绕组中每次只有一相通电， 而且，一个循环周期共包括三个脉冲，所以称三相 单三拍。
下面以三相反应式步进电机为例说明步进电机的结 构和工作原理。
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二、反应式步进电动机的工作原理和分类
步进电机主要由两部分构成：定子和转子，它们均由导磁 材料构成。例下图分别有六个、四个齿(极) 。
三相反应式：
定子绕组
定子
转子
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三相单三拍的特点：
（1）每来一个电脉冲，转子转过 30。此角称为
步距角，用S表示。
（2）转子的旋转方向取决于三相线圈通电的顺序， 改变通电顺序即可改变转向。
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2、三相单双六拍
三相绕组的通电顺序为： AABBBCCCAA 共六拍。
工作过程：
A B' 1 C'
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B相通电，转子2、4齿和B相对齐，又转了15。
A
B'
C'
C
B
A'
总之，每个循环周期，有六种通电状态，所以称 为三相六拍，步距角为15。
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3、三相双三拍
三相绕组的通电顺序为： AB BC CA AB 共三拍。
A
B'
C'
C
B
A'
A
B'
C'
C
B
A'
AB通电
BC通电
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A
B'
C'
C
B
A'
CA通电
工作方式为三相双三 拍时，每通入一个电 脉冲，转子也是转
30，即 S = 30。
以上三种工作方式，三相双三拍和三相单双六 拍较三相单三拍稳定，因此较常采用。
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化，吸引转子，使转子的位置力图使通电相磁路的磁阻
最小，使转、定子的齿对齐停止转动。
A 相通电使转子1、3齿和 AA' 对齐。
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A
B'
C'
C
B
A'
A
B'
C'
C
B
A'
同理，B相通电，转子2、4齿和B相轴线对齐， 相对A相通电位置转30；C相通电再转30。
1、三相单三拍
（1）三相绕组联接方式：Y 型 （2）三相绕组中的通电顺序为：
A相B相C相
通电顺序也可以为： A 相 C 相 B 相
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（3）工作过程
A B' 1 C'
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C 3B
A'
A 相通电，A 方向的磁通经 转子形成闭合回路。若转 子和磁场轴线方向原有一 定角度，则在磁场的作用 下，转子被磁
120/9 = 13 1 齿 3
A 相和 C 相差240，含240/ 9 = 26 2 个 齿。所以，A 相的转子、定子的五个小3齿对 齐时，B 相、C 相不能对齐，B相的转子、 定子相差 1/3 个齿（3），C相的转子、定
子相差2/3个齿（6）。
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C 3B
A'
A相通电，转子1、3齿和A相对齐。
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A、B相同时通电
A
B'
C'
C
B
A'
（1）BB' 磁场对 2、4 齿有磁拉力，该拉力使 转子顺时针方向转动。
（2）AA' 磁场继续对1、3齿有拉力。
所以转子转到两磁拉力平衡的位置上。相对AA' 通电， 转子转了15°。
转子
IA A
定子
IC
IB B
C
定子的六个磁极上有控制绕组，两个相对的磁极组成一相。
注意：这里的相和三相交流电中的“相”的概念不同。 步进机通的是直流电脉冲，这主要是指线图的联接和组数 的区别。
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工作方式
步进电机的工作方式可分为：三相单三拍、三相单双六拍、 三相双三拍等。