反应式步进电动机的工作原理步进电动机的输入电源是一种脉冲电压，有一个输入脉冲， 电动机转过一个固定角度。它是一种“一步一步”地转动的电 动机，其转过的角度与输入的电脉冲个数严格地成比例，故 因此而得名。改变输入其脉冲的频率，就可以在很广的范围 内平滑连续地调整输出转速。它还是目前能进行开环控 制的执行电器，广泛用于简易经济性数控装置的改造和设计 步进电动机的有关术语：相数：电动机定子上有磁极，磁极对数为相数，如图1 有六个磁极，为三相步进电动机。 五相步进电动机则有十个磁极。拍数：电动机定子绕组每改 变一次通电方式，称为一拍。步距角：转子经过一拍转过的 空间角，用符号a 表示。齿距角：转子上齿距在空间的角度。 如转子上有 个齿、齿距角＝360／N。步进电动机由定子和转子组成，定子上的磁极和转子都有齿，定子磁极上的磁 宽和磁槽必须和转子上的磁宽和磁槽相等。 为径向反应式步进电动机结构原理示意图，它的定子 上有 60、每个磁极都看作是一个齿。每个磁极上都装有控制绕组，形成 三相绕。转子上均匀地分布着四个齿，每个齿宽与定子磁极极靴的宽度完 360／4=90。因磁通总是要沿着磁阻小的路径闭合，所以当某相的绕组例如A 相绕组个通电 时．使转子齿 相磁极对齐，这时电动机的其他两相(B 相)的磁极分别和转子上的齿产生一个角度，把它叫作错齿，错齿角是转子齿距角的三分之一，即 30。 相绕组断电，B相绕组通电时，同样磁通沿着小磁阻 路径闭合、转子逆时针旋转 30，使转子齿 相断电，C相通电，则转子再逆时针旋转 30，使 转子齿1、3 相通电，则由于仍有错齿，则使 90，回到了刚开始的状态。如果按这种通电顺序通电，电动机便会按一定的方向转动，这即是反应式步进电动 机的基本工作原理。其转速决定于电源通断的变化频率，运 转方向决定于电源通断顺序。从上述工作原理可看出，步进 电动机能步进旋转的根本原因在于转子齿和每相定子磁极 齿错开1／m 齿距。对三相步进电机，当转子齿和某相(如A 相)对齐时，则和另外两相(B 的错齿。错齿，实际上就是定子相邻磁极的磁极距所占的齿距数不是整数，如上述转子上有四个齿，齿距角为90， 而相邻磁极的极距角为60，60所占的齿距角为2／3，不是 整数，结构上的这种错齿才能使步进电动机在电脉冲作用下 产生转动。错齿角的大小决定着步距角的大小，步距角小才 能提高加工精度。实际中采用的步进电动机转子齿数基本上 由步距角的要求决定，齿数多，步矩角少。但为了实现错齿， 转子齿数不能为任意值。某一极下若定子和转子齿对齐，则 要求应错开转子齿距的1/m (m为相数)，转子齿应符合的条 k-1，2，3，…正整数。例如三相步进电动机、取转子齿数为40 个，上式取z 由下式决定：a＝360/mzc 或2。系数c与步进电动机的通电方式有 关。当相邻两拍接通的定子的极数相同时，c＝1；不同时，c ＝2。360/ mz 为定子相对转子错开的齿距角。步进电动机的 转速n(r／min)与通电频率f 成正比。即 n＝60a／360＝60f mzc(r／min)当步进电动机经过传动比为i (i＝z1/z2)，驱动 丝杠螺距为 的传动系统时，脉冲当量δ(mm／脉冲)为： δ=tai/360= ti/ mzc 步进电动机相数和齿数越多，步距角越小、 脉冲当量也越小。加工精度可以提高，但电源也复杂。目前 比较小的步距角常为0.75,脉冲当量常为0.01mm。常用相数 相，多为6相。步进电动机有单拍、双拍、单 双拍几种不同的通电方式，以三相步进电动机为例：（1）三 相单三拍通电方式：每次只有一相通电，按ABCA 序循环通电。由于每次只有一相通电，在绕组通电切换的瞬间，电动机将失去自锁转矩因而稳定性较差。步距角系数 ＝l。（2）三相双三拍通电方式：每次都是同时两相通电、按ABBCCAAB 顺序循环通电。由于每次有两相通电， 切换时不失去自锁转矩，稳定性较好。步距角系数c＝1。（3） AABBBCCCAA顺序通电，仍具有较好的稳定 性；同时因转一个齿距是六拍，故步距角是其他两种的一半， 即步进角系数c＝2。
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