步進電機是將電脈沖信號，轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機，又稱為脈沖電機。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響。當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號時，它就可以驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”。
步進電機是通過脈沖信號來進行控制，每輸入一個脈沖信號，步進電機前進一步。步進電機旋轉(zhuǎn)的步距角，是在電機結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上等比例控制產(chǎn)生的，如果控制電路的細分控制不變，那么步進旋轉(zhuǎn)的步距角在理論上是一個固定的角度。在實際工作中，電機旋轉(zhuǎn)的步距角會有微小的差別，主要是由于電機結(jié)構(gòu)上的固定有誤差產(chǎn)生的，而且這種誤差不會積累。
通常所說的二相步進電機，電機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，包含不同磁極的磁場相斥和相吸實現(xiàn)的。如上圖所示，A相產(chǎn)生N極磁場吸引轉(zhuǎn)子的S極，B相產(chǎn)生S極磁場吸引轉(zhuǎn)子的N極，使定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的動力。如果改變A、B相定子線圈的電流方向，電機會產(chǎn)生另一步的旋轉(zhuǎn)。連續(xù)改變A、B相定子線圈的電流方向，電機會產(chǎn)生連續(xù)的旋轉(zhuǎn)。
步進電機工作原理實際上是電磁鐵的作用原理。是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制步進電機元件，通過控制施加在電機線圈上的電脈沖順序、頻率和數(shù)量，可以實現(xiàn)對步進電機的轉(zhuǎn)向、速度和旋轉(zhuǎn)角度的控制，配合以直線運動執(zhí)行機構(gòu)或齒輪箱裝置，更可以實現(xiàn)更加復(fù)雜、精密的線性運動控制要求。
步進電機是靠脈沖數(shù)量來轉(zhuǎn)動的，需要轉(zhuǎn)多少圈就給相應(yīng)個數(shù)的脈沖數(shù)。因此，步進電機能夠達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，也就是控制多長時間給一個脈沖，從而達到調(diào)速的目的。每輸入一個電脈沖，電動機轉(zhuǎn)動一個角度前進一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖數(shù)成正比、轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序，控制電機正反轉(zhuǎn)。即如果按照A、B、C相的通電順序為正轉(zhuǎn)，那么按照C、B、A相的順序通電則電機就會反轉(zhuǎn)。所以可用控制脈沖數(shù)量、頻率及電動機各相繞組的通電順序來控制步進電機的轉(zhuǎn)動。
單極性步進電機
這種步進電機之所以稱為單極性是因為每個繞組中電流僅沿一個方向流動。它也被稱為兩線步進電機，因為它只含有兩個線圈。兩個線圈的極性相反，卷繞在同一鐵芯上，具有同一個中間抽頭。單極性步進電機還被稱為4相步進電機，因為它有4個激勵繞組。單極性步進電機的引線有5或6根。
如果步進電機的引線是5根，那么其中一根是公共線(連接到V+)，其他4根分別連到電機的4相。如果步進電機的引線是6根，那么它是多段式單極性步進電機有兩個繞組，每個繞組分別有一個中間抽頭引線。但是如何分辨這些引線呢?請繼續(xù)讀下述內(nèi)容。
1.分辨5線單極性步進電機接頭
雙極性步進電機
雙極性步進電機之所以如此命名，是因為每個繞組都可以兩個方向通電。因此每個繞組都既可以是N極又可以是S極。它又被稱為單繞組步進電機，因為每極只有單一的繞組，它還被稱為兩相步進電機，因為具有兩個分離的線圈。
雙極性步進電機有四根引線，每個繞組兩條。與同樣尺寸和重量的單極性步進電極相比，雙極性步進電機具有更大的驅(qū)動能力，原因在于其磁極(不是中間抽頭的單一線圈)中的場強是單極性步進電機的兩倍。雙極性步進電機的每個繞組需要一個可逆電源，通常由H橋驅(qū)動電路提供。由于雙極性步進電機比單極性步進電機的輸出力矩大，因此總是應(yīng)用于空間有限的設(shè)計中。這也是軟盤驅(qū)動器的磁頭步進機械系統(tǒng)的驅(qū)動之所以總是采用雙極性步進電機的原因。
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