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[導(dǎo)讀]步進(jìn)電機(jī)有兩種基本的形式:可變磁阻型和混和型。步進(jìn)電機(jī)的基本工作原理,結(jié)合圖1的結(jié)構(gòu)示意圖進(jìn)行敘述。 javascript:resizepic(this) border=undefined>   圖1是一種四相可變磁阻型的步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。這種

步進(jìn)電機(jī)有兩種基本的形式:可變磁阻型和混和型。步進(jìn)電機(jī)的基本工作原理,結(jié)合圖1的結(jié)構(gòu)示意圖進(jìn)行敘述。
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  圖1是一種四相可變磁阻型的步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。這種電機(jī)定子上有八個(gè)凸齒,每一個(gè)齒上有一個(gè)線圈。線圈繞組的連接方式,是對(duì)稱齒上的兩個(gè)線圈進(jìn)行反相連接,如圖中所示。八個(gè)齒構(gòu)成四對(duì),所以稱為四相步進(jìn)電機(jī)。
  它的工作過(guò)程是這樣的:當(dāng)有一相繞組被激勵(lì)時(shí),磁通從正相齒,經(jīng)過(guò)軟鐵芯的轉(zhuǎn)子,并以最短的路徑流向負(fù)相齒,而其他六個(gè)凸齒并無(wú)磁通。為使磁通路徑最短,在磁場(chǎng)力的作用下,轉(zhuǎn)子被強(qiáng)迫移動(dòng),使最近的一對(duì)齒與被激勵(lì)的一相對(duì)準(zhǔn)。在圖1(a)中A相是被激勵(lì),轉(zhuǎn)子上大箭頭所指向的那個(gè)齒,與正向的A齒對(duì)準(zhǔn)。從這個(gè)位置再對(duì)B相進(jìn)行激勵(lì),如圖1中的(b),轉(zhuǎn)子向反時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)15°。若是D相被激勵(lì),如圖1中的(c),則轉(zhuǎn)子為順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)15°。下一步是C相被激勵(lì)。因?yàn)镃相有兩種可能性:A—B—C—D或A—D—C—B。一種為反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng);另一種為順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。但每步都使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)15°。電機(jī)步長(zhǎng)(步距角)是步進(jìn)電機(jī)的主要性能指標(biāo)之一,不同的應(yīng)用場(chǎng)合,對(duì)步長(zhǎng)大小的要求不同。改變控制繞組數(shù)(相數(shù))或極數(shù)(轉(zhuǎn)子齒數(shù)),可以改變步長(zhǎng)的大小。它們之間的相互關(guān)系,可由下式計(jì)算:
  Lθ=360 P×N   
式中:Lθ為步長(zhǎng);P為相數(shù);N為轉(zhuǎn)子齒數(shù)。在圖1中,步長(zhǎng)為15°,表示電機(jī)轉(zhuǎn)一圈需要24步。
  混和步進(jìn)電機(jī)的工作原理
  在實(shí)際應(yīng)用中,最流行的還是混和型的步進(jìn)電機(jī)。但工作原理與圖1所示的可變磁阻型同步電機(jī)相同。但結(jié)構(gòu)上稍有不同。例如它的轉(zhuǎn)子嵌有永磁鐵。激勵(lì)磁通平行于X軸。一般來(lái)說(shuō),這類電機(jī)具有四相繞組,有八個(gè)獨(dú)立的引線終端,如圖2a所示?;蛘呓映蓛蓚€(gè)三端形式,如圖2b所示。每相用雙極性晶體管驅(qū)動(dòng),并且連接的極性要正確。
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  圖3所示的電路為四相混和型步進(jìn)電機(jī)晶體管驅(qū)動(dòng)電路的基本方式。它的驅(qū)動(dòng)電壓是固定的。表1列出了全部步進(jìn)開關(guān)的邏輯時(shí)序。

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  值得注意的是,電機(jī)步進(jìn)為1—2—3—4的順序。在同一時(shí)間,有兩相被激勵(lì)。但是1相和2相,3相和4相絕對(duì)不能同時(shí)激勵(lì)。
  四相混和型步進(jìn)電機(jī),有一特點(diǎn)很有用處。它可以用半步方式驅(qū)動(dòng)。就是說(shuō),在某一時(shí)間,步進(jìn)角僅前進(jìn)一半。用單個(gè)混合或用雙向開關(guān)即可實(shí)現(xiàn),這種邏輯時(shí)序由表2列出。
  四相混和型步進(jìn)電機(jī),也能工作于比額定電壓高的情況。這可以用串聯(lián)電阻進(jìn)行降壓。因?yàn)?相和2相,3相和4相是不會(huì)同時(shí)工作的,所以每對(duì)僅一個(gè)降壓電阻,串接在圖3中的X和Y點(diǎn)之間。因此額定電壓為6V的步進(jìn)電機(jī),就可以工作在12V的電源下。這時(shí)需串一個(gè)6W、6Ω的電阻。

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