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步进电动机概念及其工作原理

步进电动机是一种将脉冲信号变换成相应的角位移（或者线位移）的电磁装置，是一种特殊的电动机。普通电动机都是连续转动的，而步进电动机则有定位和运转两种基本状态，当有脉冲输入肘步进电动机一步一步地转动，每给它一个脉冲信号，它就转过一定的角度。步进电动机的角位移量和输入脉冲的个数严格成正比，在时间上与输入脉冲同步，因此只要控制输入脉冲的数量、频率及电动机绕组通电的相序，便可获得所需的转角、转速及转动方向。在没有脉冲输入时,在绕组电源的激励下气隙磁场能使转子保持原有位置处于定位状态。 步进

电动机按其输出转矩的大小来分，可以分为快速步进电动机和功率步进电动机。快速步进电动机连续工作频率高而输出转矩较小，普通在N-cm级，可以作为控制小型精密机床的工作台（例线切割机床）也可以和液压转矩放大器组成电液脉冲马达去驱动数控机床的工作台，而功率步进电动机的输出转矩就比较大是N-m级的，可以直接去驱动机床的挪移部件。 步进电动机按其励磁相数,

可以分为三相、四相、五相、六相甚至八相。普通来说随着相数的增加，在相同频率的情况下，每相导通电流的时间增加，各相平均电流会高些，从而使电动机的转速转矩特性会好些，步距角亦小。但是随着相数的增加，电动机的尺寸就增加，结构亦复

杂，目前多用3?6相的步进电动机。由于步进电动机的转速随着输入脉冲频率变化而变化，调速范围很广，灵敏度高，输出转角能够控制，而且输出精度较高，又能实现同步控制，所以广泛地使用在开环系统中，也还可用在普通通用4.步进机电低速时可以正常运转，但若高于一定速度就无法启动，并伴有啸叫声。步进机电有一个技术参数：空载启动频率，即步进机电在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，机电不能正常启动，可能发生丢步或者堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使机电达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希翼的高频（电机转速从低速升到高速）。

步进电动机以其显著的特点，在数字化创造时代发挥着重大的用途。伴有着不同的数字化技术的发展以及步进机电本身技术的提高，步进机电将会在更多的领域得到应用。

机床上，提高进给机构的自动化水平。步进电动机按其工作原理来分，主要有磁电式和反应式两大类，这里只介绍常用的反应式步进电动机的工作原理，现用下图的步进电动机的简化图来加以说明。

在电动机定子上有A、B、C三对磁极，磁极上绕有线圈，分别称之为A相、B相和C相，而转子则是一个带齿的铁心，这种步进电动机称之为三相步进电动机。如果在线圈中通以直流电，就会产生磁场，当A、B、C三个磁极的线圈依次轮流通电，则A、B、C三对磁极就挨次轮流产生磁场吸引转子转动。首先有一相线圈（设为A相）通电，则转子1、3两齿被磁极A吸住，转子就停留在图55a的位置上。然后，A相断电，6相通电，则磁极A的磁场消失磁极B产生了磁场，磁极召的磁场把离它最近的2、4两齿吸引过去，住手在图b的位置上，这时转子逆时针转了30%再接下去B相断电，C相通电。根据同样道理，转子又逆时针转了30。，住手在图c的位置上。若再A相通电，C相断开，那么转子再逆转30°,使磁极A的磁场把2、4两个齿吸住。定子各相轮流通电一次转子转过一个齿。这样按A-B—C-A-B—C-A一次序轮流通电，步进电动机就一步一步地按逆时针方向旋转。通电线圈每转换一次，步进电动机旋转30°,我们把步进电动机每步转过的角度称之为步距角。如果把步进电动机通电线圈转换的次序倒过来换成A—C-B-A-C—B一的顺序，则步进电动机将按顺时针方向旋转，所以要改变步进电动机的旋转方向可以在任何一相通电时进行。

步进电动机

步进电动机已成为除直流电动机和交流电动机以外的第三类电动机。传统电动机作为机电能量转换装置，在人类的生产和生活进入电气化过程中起着关键的作用。可是在人类社会进入自动化时代的今天，传统电动机的功能已不能满足工厂自动化和办公自动化等各种运动控制系统的要求。为适应这些要求，发展了一系列新的具备控制功能的电动机系统，其中较有自己特点，且应用十分广泛的一类便是步进电动机。

步进电动机的发展与计算机工业密切相关。自从步进电动机在计算机外围设备中取代小型直流电动机以后，使其设备的性能提高，很快地促进了步进电动机的发展。另一方面，微型计算机和数字控制技术的发展，又将作为数控系统执行部件的步进电动机推广应用到其他领域，如电加工机床、小功率机械加工机床、测量仪器、光学和医疗仪器以及包装机械等。

任何一种产品成熟的过程，基本上都是规格品种逐步统一和简化的过程。现在，步进电动机的发展已归结为单段式结构的磁阻式、混合式和