第1页，共22页，星期日，2025年，2月5日第一节概述特点:(1)来一个脉冲，转一个步距角。(2)控制脉冲频率，可控制电机转速。(3)改变脉冲顺序，可改变转动方向。步进电机是利用电磁铁的作用原理，将脉冲信号转换为线位移或角位移的电机。每来一个电脉冲，步进电机转动一定角度，带动机械移动一小段距离。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。种类：励磁式和反应式两种。第2页，共22页，星期日，2025年，2月5日下面以反应式步进电机为例说明步进电机的结构和工作原理。三相反应式步进电动机的原理结构图如下：ABCIAIBIC定子内圆周均匀分布着六个磁极，磁极上有励磁绕组，每两个相对的绕组组成一相。转子有四个齿。定子转子第二节结构和工作原理第3页，共22页，星期日，2025年，2月5日1.三相单三拍CABBCA3412A相绕组通电，B、C相不通电。由于在磁场作用下，转子总是力图旋转到磁阻最小的位置，故在这种情况下，转子必然转到左图所示位置：1、3齿与A、A′极对齐。动画第4页，共22页，星期日，2025年，2月5日CABBCA3412同理，B相通电时，转子会转过30?角，2、4齿和B、B′磁极轴线对齐；当C相通电时，转子再转过30?角，1、3齿和C′、C磁极轴线对齐。1C342CABBA第5页，共22页，星期日，2025年，2月5日这种工作方式下，三个绕组依次通电一次为一个循环周期，一个循环周期包括三个工作脉冲，所以称为三相单三拍工作方式。按A?B?C?A?……的顺序给三相绕组轮流通电，转子便一步一步转动起来。每一拍转过30°(步距角)，每个通电循环周期(3拍)转过90°(一个齿距角)。2.三相六拍按A?AB?B?BC?C?CA的顺序给三相绕组轮流通电。这种方式可以获得更精确的控制特性。第6页，共22页，星期日，2025年，2月5日CABBCA3412CABBCA3412A相通电，转子1、3齿与A、A对齐。A、B相同时通电，A、A磁极拉住1、3齿，B、B磁极拉住2、4齿，转子转过15?，到达左图所示位置。第7页，共22页，星期日，2025年，2月5日CABBCA3412B相通电，转子2、4齿与B、B′对齐,又转过15?。3412CABBCAB、C相同时通电，C、C磁极拉住1、3齿，B、B磁极拉住2、4齿，转子再转过15?。第8页，共22页，星期日，2025年，2月5日三相反应式步进电动机的一个通电循环周期如下：A?AB?B?BC?C?CA，每个循环周期分为六拍。每拍转子转过15?（步距角），一个通电循环周期(6拍)转子转过90?(齿距角)。与单三拍相比，六拍驱动方式的步进角更小，更适用于需要精确定位的控制系统中。3.三相双三拍按AB?BC?CA的顺序给三相绕组轮流通电。每拍有两相绕组同时通电。第9页，共22页，星期日，2025年，2月5日AB通电CABBCA3412BC通电3412CABBCACA通电CABBCA3412与单三拍方式相似，双三拍驱动时每个通电循环周期也分为三拍。每拍转子转过30?(步距角)，一个通电循环周期(3拍)转子转过90?(齿距角)。第10页，共22页，星期日，2025年，2月5日从以上对步进电机三种驱动方式的分析可得步距角计算公式：?—步距角Zr—转子齿数m—每个通电循环周期的拍数实用步进电机的步距角多为3?和1.5?。为了获得小步距角，电机的定子、转子都做成多齿的，如教材图10.4.4所示。图中转子表面有40个齿，第11页，共22页，星期日，2025年，2月5日齿距角是9?；定子仍是6个磁极，但每个磁极表面加工有五个和转子一样的齿。步进电动机的应用非常广泛，如各种数控机床、自动绘图仪、机器人等。应用：第12页，共22页，星期日，2025年，2月5日一、运行特性及影响因素基本特点工作时的步数或转速（角度控制或速度控制）只与控制脉冲同步，而与电