步进电机真实内部结构
步进电机及其工作原理1ppt课件
θb = m* Z*C
式中：m －定子相数
2
A A
1
4
2
Z － 转子齿数
3
C －通电方式
A
C = 1 单相轮流通电、双相轮流通电方式
C = 2 单、双相轮流通电方式
制作：张津
常用步进电机的步距角 常用步进电机的定子绕组多数是三相和五相, 与此相匹配
的转子齿数分别为40齿和48齿，即有 三相步进电机：
1. 脉冲混合电路 将脉冲进给、手动进给、手动回原点、误差补偿等混合
为正向或负向脉冲进给信号 2. 加减脉冲分配电路
将同时存在正向或负向脉冲合成为单一方向的进给脉冲
制作：张津
步进电机的驱动控制
3. 加减速电路 将单一方向的进给脉冲调整为符合步进电机加减速特性
的脉冲，频率的变化要平稳，加减速具有一定的时间常数。 4. 环形分配器
单双相轮流通电（M相2M拍） 顺时针轮回 A→AB→B→BC→C→CA→A 逆时针轮回 A→AC→C→CB→B→BA→A
制作：张津
单段反应式步进电机的工作原理 —— 两转子齿
定子通电顺序： A→B→C→A
转子旋转方向： 顺时针
步距角：
θb = 60°
A
A
1
B
1 2
2
B
A
A
C
B
1 2
1 2
C A 60°
2 B
A
A
C
B
60° 1 2
1 2
60°
B
C
B
A
制作：张津
单段反应式步进电机的工作原理 —— 两转子齿
定子通电顺序： A→AB→B→BC→C→CA→A
步进电机的结构和三种控制模式
双极性步进电机的基本组件步进电机属于无刷直流（BLDC）电机，它按照等长的步进值逐步转动。
而双极性步进电机则是每相都拥有一个绕组的步进电机，具体而言是两相四线步进电机。
它由定子和转子两个主要部件组成（见图1）。
图1: 双极性步进电机的结构示意图定子定子是电机的静止部分。
8个定子上分别绕有两相双极性绕组，每个定子铁芯上带有五齿（见图1）。
A相绕组绕线从定子1开始绕，依次绕到定子3，5，7上（见图2）。
值得注意的是，定子1和5的绕线方向相同，而定子3和7的绕线方向相同。
这两组（定子1和5，以及定子3和7）的绕线方向相反。
B相绕组也是以同样的原理进行绕制，其中定子4和8为一组，定子2和6为一组。
图2: 双极性步进电机的绕组原理图转子通常转子上贴有轴向充磁的永磁体。
图3所示为转子的结构。
图3: 转子结构示意图图4展示了转子的侧面截面图。
图4：转子侧面截面图永磁体的磁力线在电机本体内形成闭合。
由于磁力线和磁阻效应，即使步进电机在不通电的情况下也有一定的锁定力矩（见图4）。
转子上拥有50个齿，和定子齿轮相对起来，由于这样的齿数和相数结构，它拥有1.8度的步进角度（见图5）。
步进角度：电气周期完成90度，步进电机转子前进的机械角度。
图5: 1.8°步进角度结构示意图步进模式为了方便讲解后续的控制方式，我们将复杂的结构图简化为示意图（见图6）。
图6：双极性步进电机简化示意图步进电机的定子和转子可以被看作都只有一个齿，这使步进电机的驱动方式不同于其他电机。
这种方法叫做双全桥驱动，其中A相绕组接在第一个全桥驱动上，B相绕组接在第二个全桥驱动上（见图7）。
图7：双全桥驱动电路图双极性步进电机具有三种控制模式：单相步进、整步步进和半步步进（见表1）。
表1: 步进模式表单相步进当A相和B相按照单相步进的模式依次通电的时候，定子磁场会相应地发生变化，转子也会由于极性吸引而转动。
表1中详细描述了A相和B相（AB）的通电顺序和转子的转动位置。
步进电机和直流无刷电机内部结构
步进电机和直流无刷电机内部结构
步进电机和直流无刷电机是常见的两种电机类型，它们在内部结构上有一些区别。
1. 步进电机的内部结构：
步进电机由定子、转子、磁路和绕组等组成。
定子通常是由磁铁或电磁铁制成，用于产生磁场。
转子通常是由带有磁性材料的齿轮或磁铁制成，围绕着定子旋转。
步进电机中的绕组被连到外部的电源，从而使电机产生磁场并实现旋转。
步进电机的转子以步进的方式运动，每次接收一个控制信号就会迈进一个固定的角度。
2. 直流无刷电机的内部结构：
直流无刷电机由永磁体、定子、转子和电子元件等组成。
永磁体通常由强磁性材料制成，用于产生磁场。
定子是包含绕组的部分，它的绕组被连接到外部电源，使电机产生磁场。
转子通常由带有磁性材料的永磁体制成，并通过与定子磁场的相互作用来旋转。
直流无刷电机的电子元件负责控制定子绕组的电流，以实现转子的旋转控制。
总的来说，步进电机是一种根据控制信号进行精确步进运动的电机，而直流无刷电机则通过电子元件控制定子电流，实现平滑的旋转运动。
这两种电机在不同的应用场景中有着各自的优势和特点。
三相四线步进电机内部结构
三相四线步进电机内部结构
三相四线步进电机的内部结构主要包括以下几个部分：
定子：定子由电工钢片叠压而成，其形状如图中所示。
定子绕组是绕置在定子铁心6个均匀分布的齿上的线圈，在直径方向上相对的两个齿上的线圈串联在一起，构成一相控制绕组。
转子：转子通常由永久磁铁制成，其外表面形成转子磁极。
线圈：三相步进电机有三个线圈，二相步进电机有两个线圈，五相步进电机有五个线圈。
在三相四线步进电机中，这四条线中，有一条线是三个线圈的公共端，也就是把三个线圈的一头接在一起成为一条线，另三条线分别是三个线圈的另一端。
驱动器：步进电机并不能直接接电源工作，因为步进电机是通过脉冲信号来控制器工作的，因此步进电机的工作需要驱动器来控制。
步进电机的构造(以5相步进为例)
步进电机的构造（以5相步进为例）
步进电机的构造主要采纳图示的方式进行讲解：步进电动机构造上大致分为定子与转子两部分。
转子由转子1、转子2、永久磁钢等3 部分构成。
而且转子朝轴方向已经磁化，转子 1 为N 极时，转子2 则为S 极。
定子拥有小齿状的磁极，共有10个，皆绕有线圈。
其线圈的对角位置的磁极相互连接着，电流流通后，线圈即会被磁化成同一极性。
（例如某一线圈经由电流的流通后，对角线的磁极将同化成S 极或N 极。
）对角线的2个磁极形成1个相，而由于有A 相至E相等5个相位，因此称为5 相步进电动机。
系统构成图示转子的外圈由50个小齿构成，转子1 和转子2 的小齿于构造上互相错开1/2 螺距。
由此转子形成了100个小齿。
目前已经有转子单个加工至100齿的高辨别率型，那么高辨别率型的转子就有200个小齿。
因此其机械上就可以实现一般步进电机半步(一般步进电机半步需要电气细分达到)的辨别率。
电动机构造图2∶与转轴成垂直方向的断面图
1。
步进电机结构与工作原理
A
1
4
2
3
A
A
4
3
2
B A
1
A
C
30°
4
1
2 3
C
30°
C
B
1 2
4 3
B
9
二
定子通电顺序： AB→BC→CA→AB 转子旋转方向： 逆时针 步距角：
θb = 30°
A
1
B
2 4
B
3
A A
B
B
C
A
30° 1
2 4
3 1 4
2 3
A
C
B
12
43
B
C
A
C
B
C
A
10
二
定子通电顺序： BA→AC→CB→BA 转子旋转方向： 顺时针 步距角：
2 3
1 4
2 3
C
C
43
B
C
A 12
二
定子通电顺序： A→AC→C→CB→B→BA→A
转子旋转方向： 顺时针 步距角： θb = 15°
A
15°
C
1
4
2 3
C
A
C 4
1
B
15° A
C
1B
4 2
3
C
A
15°
C
B
A
1
4
2
3
A
A C
15° B
1 2
4 3
1 2
4 3
32
B
C
B
B
A
13
二
步进电机工作原理
改变通电顺序转子旋转方向改变。 改变通电频率就会改变电动机速度。
步进电动机的结构组成步进电机组成定子转子课件
04
步进电机具有较高 的可靠性，能够在 恶劣的环境条件下 稳定运行。
步进电机的分类
根据结构特点，步进电机可以分为三 种类型：永磁式、反应式和混合式。
反应式步进电机具有较快的响应速度 和较低的成本，但精度和效率较低， 适用于一般工业控制场合。
永磁式步进电机具有较高的精度和效 率，但成本较高，适用于高精度控制 场合。
定子的作用和影响
产生磁场
定子绕组通电后，会产生磁场，与转子相互作用。
传递扭矩
定子铁芯作为扭矩传递的媒介，将电磁力传递到转子上。
决定电机的性能
定子的构造和材料直接影响步进电机的性能，如扭矩、速度、精 度等。
04
步进电机的转子
Chapter
转子的构造
转子铁芯
转子铁芯是步进电机的主要组成 部分之一，通常由硅钢片叠压而 成，以减少涡流损耗和提高电机 效率。
定子的构造
环形定子铁芯
一般由硅钢片组成，用于 产生磁场和传递扭矩。
绕组
定子绕组在环形铁芯上， 用于产生励磁电流。
端盖
固定和保护定子铁芯和绕 组，防止灰尘和杂物进入 。
定子的材料和工艺
硅钢片
常用的定子材料，具有高磁导率和低损耗特性。
绝缘漆
用于涂覆硅钢片表面，提高耐热性和绝缘性能。
绕组线
一般采用铜线或铝线，用于组成绕组。
转子绕组
转子绕组是安装在转子铁芯上的 线圈，分为单相、两相和三相等 不同类型，用于产生磁场。
转子的材料和工艺
硅钢片
转子铁芯通常由硅钢片叠压而成，这 种材料具有高磁导率和低磁损耗的优 点。
绕线工艺
转子绕组通常采用高强度漆包线或纱 包线绕制而成，以抵抗高温和保证电 机性能。
步进电机结构及工作原理简介
步进电机构造简介依据励磁方式分类，步进电机可分为反响式、永磁式和感觉子式。
此中反响式步进电机用的比较广泛，构造也较简单。
本课题采纳的也是此类电机。
反响式步进电机又称为磁阻式步进电机，其典型构造如图 1 所示。
这是一台三相电机，定子死心由硅钢片叠成，定子上有6 个磁极，每个磁极上又各有5 个平均散布的矩形小齿。
三相电机共有三套定子控制绕组，绕在径向相对的两个磁极上的一套绕组为一相。
转子也是由叠片死心组成，转子上没有绕组，而是由40 个矩形小齿平均散布在圆周上，相邻两齿之间的夹角为9 度。
下面简述其工作原理。
当某相绕组通电时，对应的磁极就会产生磁场，并与转子形成磁路。
若此时定子的小齿与转子的小齿没有对齐，则在磁场的作用下，转子转动必定的角度使转子齿与定子齿对应。
因而可知，错齿是促进步进电机旋转的根来源因。
比如，在单三拍运转方式中，当A 相控制绕组通电，而 B、C 相都不通电时，因为磁通拥有力争走磁阻最小道径的特点，因此转子齿与 A 相定子齿对齐。
若以此作为初始状态，设与 A 相磁极中心磁极的图 1步进电机剖面构造转子齿为 0号齿，因为 B 相磁极与 A 相磁极相差120 度,且 120 度/9 度＝ 13.333 不为整数，因此，此时 13 号转子齿不可以与 B 相定子齿对齐，不过凑近 B 相磁极的中心线，与中心线相差 3 度。
假如此时忽然变成 B 相通电，而 A、C 相都不通电，则 B 相磁极迫使 13 号小齿与之对齐，整个转子就转动 3 度。
此时称电机走了一步。
同理，我们依据 A→B→C→A 次序通电一周，则转子转动9 度。
转速取决于各控制绕组通电和断电的频次（即输入脉冲频次），旋转方向取决于控制绕组轮番通电的次序。
如上述绕组通电次序改为 A→C→B→A······则电机转向相反。
这类按 A→B→C→A······方式运转的称为三相单三拍，“三相”是指步进电机拥有三相定子绕组，“单”是指每次只有一相绕组通电，“三拍”是指三次换接为一个循环。
步进式电机的主要结构
步进式电机的主要结构1.转子：转子是步进式电机的旋转部件，通常由多个磁性材料组成，如磁钢或磁性铁芯。
转子上的磁南极和磁北极按照规律排列，形成固定的磁极数目和磁极间隔。
转子的形状有两种类型：单相结构和多相结构。
单相结构的转子只有一个轴，通常用于双相或四相的绕组，而多相结构的转子则有多个轴，可配合不同相数的绕组进行驱动。
2.定子：定子是步进式电机的静态部件，通常由铁芯和绕组组成。
铁芯是由导磁性材料制成的，用于集中磁场。
在铁芯上绕制绕组，绕组是由绝缘铜线或铝线组成的，根据不同的相数和绕组方式进行配置。
定子的形状通常为圆形或线性结构，具体形状取决于应用需求。
3.绕组：绕组是步进式电机的重要组成部分，直接参与电磁驱动力的生成。
绕组分为单相和多相两种类型。
单相绕组是将电源信号应用于一个相位的绕组，通常用于双相或四相的步进电机；多相绕组是将电源信号应用于多个相位的绕组，可实现更高的控制精度。
绕组通常由绝缘铜线或铝线绕制而成，根据不同的绕制方式，可以形成全绕式、半绕式、混合式等不同类型的步进电机。
4.传感器：传感器是步进式电机的反馈装置，用于监测电机转动的位置和速度。
常见的传感器包括光电开关、霍尔元件、编码器等。
当电机旋转时，传感器可以产生相应的信号，由控制系统进行处理。
通过这种方式，可以实时地控制电机的运动，从而实现精确的位置控制和速度控制。
综上所述，步进式电机的主要结构包括转子、定子、绕组和传感器等组成。
这些部件相互协调工作，通过电磁效应实现电能到机械能的转换，从而实现电机的精确控制和运动驱动。
步进式电机具有结构简单、可靠性高、控制精度高等特点，在自动化控制、仪器仪表、机械工业等领域有广泛的应用前景。
反应式步进电机的基本结构
反应式步进电机的基本结构
反应式步进电机是一种常用于精密控制系统中的电动机，其基本结构包括定子、转子、端部盖板和电磁线圈。
在步进电机中，定子是一个静态的部件，通常由磁性材料制成，其中包含了定子槽和定子齿。
转子则是一个旋转的部件，通常由磁性材料制成，并且具有划分成不同极数的磁极，以便实现步进运动。
定子的定子槽内安装有电磁线圈，这些线圈通过外部电源供电，形成磁场。
当电流通过电磁线圈时，会产生一个旋转磁场，这个旋转磁场会与转子上的磁极互相作用，从而推动转子旋转。
通过不断地改变电流的大小和方向，可以实现步进电机的准确控制和定位。
另外，步进电机的端部盖板通常安装在定子和转子的两端，起到保护内部结构和固定部件的作用。
端部盖板还可以提高步进电机的密封性和耐用性，防止灰尘和杂物进入步进电机内部，影响其正常工作。
在实际应用中，反应式步进电机的基本结构可以根据具体需求进行调整和优化。
例如，可以增加定子的齿数和磁极数，以提高电机的输出力和精度；也可以改变电磁线圈的排布方式，以提高电机的效率和响应速度。
总之，反应式步进电机的基本结构虽然简单，但却可以通过不同的设计和组合方式，满足各种不同应用场景的需求。
综上所述，反应式步进电机的基本结构包括定子、转子、端部盖板和电磁线圈。
通过合理的设计和优化，可以实现电机的精准控制和高效运行，适用于各种精密控制系统中。
1。
步进电机ppt
A
B'
C'
C
B
A'
总之，每个循环周期，有六种通电状态，所以称 为三相六拍，步距角为15。
2.4、三相双三拍
三相绕组的通电顺序为： AB BC CA AB 共三拍。
A
B'
C'
C
B
A'
A
B'
C'
C
B
A'
AB通电
BC通电
A
B'
C'
C
B
A'
CA通电
工作方式为三相双三 拍时，每通入一个电 脉冲，转子也是转
❖ 这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的 误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控 制领域用步进电机来控制变的非常的简单。
2、系统构成：
脉冲信 号输入
脉冲分配器
脉冲放大器
步进 电机
3、步进电机的结构
步进电机的内部结构
步进机主要由两部分构成：定子和转子。它们均由磁性材料构成， 其上分别有六个、四个磁极 。
这种工作方式，因三相绕组中每次只有一相通电， 而且，一个循环周期共包括三个脉冲，所以称三相 单三拍。
三相单三拍的特点：
（1）每来一个电脉冲，转子转过 30。此角称为
步距角，用S表示。
（2）转子的旋转方向取决于三相线圈通电的顺序， 改变通电顺序即可改变转向。
2.3、三相单双六拍
三相绕组的通电顺序为： AABBBCCCAA 共六拍。
30，即 S = 30。
以上三种工作方式，三相双三拍和三相单双六 拍较三相单三拍稳定，因此较常采用。
三、步进电机的三个重要概念
爪极型步进电机内部结构
爪极型步进电机内部结构一、引言爪极型步进电机是一种常见的电动机，具有精准定位、高转矩和低噪音等优点，广泛应用于数控机床、打印设备和自动化生产线等领域。
了解其内部结构对于深入理解其工作原理至关重要。
二、定子部分1. 定子：爪极型步进电机的定子通常由多个定子片组成，每个定子片都包含一个定子线圈。
定子片通过绝缘隔离并按一定的顺序连接在一起。
2. 定子线圈：定子线圈是由绝缘导线绕制而成的，通过通电可以产生磁场。
定子线圈的数量取决于电机的步距角度，通常为4个或8个。
三、转子部分1. 转子：爪极型步进电机的转子通常由多个转子片组成，每个转子片都包含一个转子磁极。
转子片通过绝缘隔离并按一定的顺序连接在一起。
2. 转子磁极：转子磁极是由永磁材料制成的，具有一定的磁化强度。
转子磁极的数量与定子线圈的数量相等，以保持电机的平衡性。
四、传动部分1. 爪极：爪极是连接定子和转子的重要部件，通过爪极的运动来实现电机的步进运动。
爪极的数量与定子线圈的数量相等，通过定子线圈的电流控制爪极的吸引和释放。
2. 传动机构：爪极型步进电机通常采用螺杆传动机构，即通过螺杆和螺母的配合实现转子的旋转。
螺杆由电机的输出轴和转子连接，螺母固定在电机壳体上。
五、工作原理1. 步进角度：当定子线圈通电时，会产生磁场，吸引爪极与转子磁极对齐。
当定子线圈断电时，磁场消失，爪极与转子磁极失去吸引力。
通过依次控制不同的定子线圈通电和断电，可以实现转子的旋转，即步进运动。
2. 步进方式：爪极型步进电机常用的步进方式有全步进和半步进。
全步进时，每次只激活一个定子线圈，转子旋转一个步距角度。
半步进时，每次激活两个相邻的定子线圈，转子旋转半个步距角度。
六、总结爪极型步进电机的内部结构包括定子部分、转子部分和传动部分。
通过定子线圈产生的磁场吸引和释放爪极与转子磁极，实现电机的步进运动。
了解其内部结构和工作原理有助于我们更好地应用和维护步进电机。
42相步进电机的内部结构
42相步进电机的内部结构
42相步进电机是一种精密电机，可以产生精确且可控的旋转运动。
它的内部结构由以下几部分组成：
1. 固定铁芯：42相步进电机的固定铁芯是电机的主要支撑结构，也是电磁感应装置的重要组成部分。
固定铁芯通常由高导磁铁材料制成，
以提高电机的效率和可靠性。
2. 转子：转子是42相步进电机的旋转部分，由一系列旋转导体和基座组成。
转子通常由高强度材料制成，以承受高速和高负载的工作条件。
3. 电磁感应装置：电磁感应装置是42相步进电机的核心部件，它可以产生旋转磁场并驱动转子旋转。
电磁感应装置通常由若干组线圈和铁
芯组成，线圈通常由高导磁性材料制成，以提高其工作效率和可靠性。
4. 控制电路：42相步进电机的控制电路是电机的重要组成部分，它可以控制电磁感应装置产生的磁场，并精确地调节转子的旋转速度和旋
转方向。
控制电路通常由微处理器、驱动器和功率电子器件等多个组
件组成，以实现高精确度控制和鲁棒性。
由于42相步进电机内部结构复杂，电机的制造和维护需要严格的技术
和设备要求。
因此，42相步进电机在科研、机器人、航空航天等领域广泛应用，成为现代高精密机械和电子设备的重要动力来源。
步进电机结构及工作原理-以五相步进电机为例说明
步进电机结构及工作原理 -以五相步进电机为例说明
步进电机已被广泛地应用，但用好步进电机却非易事，需要从步进电机的基础开始学习，为将来的应用打好扎实
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环的控基制础元。件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于 脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存 在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简 单。
一、步进电机的构造（以 5相步进为例）
步进电机的构造主要采用图示的方式进行讲解：
步进电动机构造上大致分为定子与转子两部分。 转子由转子 1、转子 2、永久磁钢等 3 部分构成。
而且转子朝轴方向已经磁化，转子 1 为 N 极时，转子 2 则为 S 极。
定子拥有小齿状的磁极，共有 10个，皆绕有线圈。 其线圈的对角位置的磁极相互连接着，电流流通后，线圈即会被磁 化成同一极性。（例如某一线圈经由电流的流通后，对角线的磁极将 同化成 S 极或 N 极。） 对角线的 2个磁极形成 1个 相，而由于有 A相至 E相等 5个相位，因此称为 5 相步进电动机。
系统构成图示 转子的外圈由 50个小齿构成，转子 1 和转子 2 的小齿于构造上互 相错开 1/2 螺距。由此转子形成了100个小齿。目前 已经有转子单个加工至100齿的高分辨率型，那么高分辨率型的转子就有200个小齿。因此其机械上就可以实现普通步进电 机半步(普通步进电机半步需要电气细分达到)的分辨率。
电动机构造图2与转轴成垂直方向的断面图
二、步进电机的运转原理。 实际上经过磁化后的转子及定子的小齿的位置关系，在此说明如下。 首先解释励磁，励磁就是指电动机线圈通电时的
步进电机的构造
步进电机的构造如图1所示，步进电机是由一组缠绕在电机固定部件--定子齿槽上的线圈驱动的。
通常情况下，一根绕成圈状的金属丝叫做螺线管，而在电机中，绕在齿上的金属丝则叫做绕组、线圈、或相。
如果线圈中电流的流向如图1所示，并且我们从电机顶部向下看齿槽的顶部，那么电流在绕两个齿槽按逆时针流向流动。
根据安培定律和右手准则，这样的电流会产生一个北极向上的磁场。
现在假设我们构造一个定子上缠绕有两个绕组的电机，内置一个能够绕中心任意转动的永久磁铁，这个可旋转部分叫做转子。
图2给出了一种简单的电机，叫做双相双极电机，因为其定子上有两个绕组，而且其转子有两个磁极。
如果我们按图2a所示方向给绕组1输送电流，而绕组2中没有电流流过，那么电机转子的南极就会自然地按图中所示，指向定子磁场的北极。
再假设我们切断绕组1中的电流，而按图2b所示方向给绕组2输送电流，那么定子的磁场就会指向左侧，而转子也会随之旋转，与定子磁场方向保持一致。
接着，我们再将绕组2的电流切断，按照图2c的方向给绕组1输送电流，注意：这时绕组1中的电流流向与图2a所示方向相反。
于是定子的磁场北极就会指向下，从而导致转子旋转，其南极也指向下方。
然后我们又切断绕组1中的电流，按照图2d所示方向给绕组2输送电流，于是定子磁场又会指向右侧，从而使得转子旋转，其南极也指向右侧。
最后，我们再一次切断绕组2中的电流，并给绕组1输送如图2a所示的电流，这样，转子又会回到原来的位置。
至此，我们对电机绕组完成了一个周期的电激励，电机转子旋转了一整圈。
也就是说，电机的电频率等于它转动的机械频率。
如果我们用1秒钟顺序完成了图2所示的这4个步骤，那么电机的电频率就是1Hz。
其转子旋转了一周,因而其机械频率也是1HZ o总之，一个双相步进电机的电频率和机械频率之间的关系可以用下式表示：fe=fm*P/2 (1) 即fe/P=fm/2其中，fe代表电机的电频率，fm代表其机械频率，而P则代表电机转子的等距磁极数。
RM型步进电机的结构
RM型步进电机的结构
本课介绍的三相6主极结构的RM型步进电机比两相RM型步进电机的振动和噪音小，更适用于0A机、医疗器械、摄像机等。
圆环形磁铁（Ring-permanent-Magnet，简称RM型）转子为PM型步进电机的转子的一种，磁铁内装磁轭。
下图为RM型转子与HB型转子的外观图。
三相RM型步进电机的结构如下图所示：
两相PM型爪极步进电机的磁路由转子磁极的N极发出，不是回到相邻S极，而是由于磁路本身的构造，通过定子齿、定子轭、相间的定子齿返回到S极，再由内部磁轭回到N极。
其磁通路径如上图的虚线所示。
本结构由于其转子的圆柱形磁铁内部大部分为中空，故可做成低惯量转子。
此种步进电机与HB型步进电机的比较如下：
结构上，转子磁通接近正弦波分布，即转子没有齿，所以气隙磁通的分布接近正弦波，从而能降低振动和噪音，提高步距角的精度。
由上面的转子外观图看出，与定子所对转子磁极的面积约为HB型转子的两倍，使交链磁通增大。
HB型转子表面齿槽关系只有50%，并且前后转子齿之间相差1/2节距，而RM型转子的表面100%通过有效磁通。
HB型要通过轴向磁路形成三维磁路，并且定子铁心叠片很厚，
磁通要垂直穿过铁心叠片；而RM型步进电机的转子磁路垂直于输出轴平面流通，定子磁路沿硅钢片压延方向形成，故磁路变短，磁阻减小。
RM型的转子表面因没有HB型的软磁材料，所以没有磁阻、电感小，适用于高速运行。
从上述分析看出，该电机适用于高速、髙输出功率、低振动、低噪音场合。
与HB型比较，因磁极数的限制，难以达到高辨别率（微小步距角），所以要依据使用目的加以选择。
拆解28BYJ-48步进电机
拆解28BYJ-48步进电机
28BYJ-48型步进电机是学习单片机控制技术中经常使用的一种步进电机，其内部结构是怎样的呢？如果你有好奇心，那就跟我一起拆解观察一番。
下面就是将要拆解的28BYJ-48步进电机。
打开上盖可以看到减速齿轮组件。
拆下来的减速齿轮组件。
取出步进电机的转子，看似很简单的部件。
取出步进电机的定子线圈，这可是步进电机最重要的部件。
仔细看看这两组线圈。
步进电机就剩下一个外壳了。
简单吧？呵呵，其实步进电机并不神秘。
下面是28BYJ-48步进电机的尺寸及参数数据，供大家参考。
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步进电机的种类、结构及工作原理
2009-2-5来源：阅读：3883次我要收藏
步进式伺服驱动系统是典型的开环控制系统。
在此系统中，执行元件是步进电机。
它受驱动控制线路的控制，将代表进给脉冲的电平信号直接变换为具有一定方向、大小和速度的机械转角位移，并通过齿轮和丝杠带动工作台移动。
由于该系统没有反馈检测环节，它的精度较差，速度也受到步进电机性能的限制。
但它的结构和控制简单、容易调整，故在速度和精度要求不太高的场合具有一定的使用价值。
1.步进电机的种类
步进电机的分类方式很多，常见的分类方式有按产生力矩的原理、按输出力矩的大小以及按定子和转子的数量进行分类等。
根据不同的分类方式，可将步进电机分为多种类型，如表5-1所示。
表5-1步进电机的分类
分类方式具体类型
按力矩产生的原理（1）反应式：转子无绕组，由被激磁的定子绕组产生反应力矩实现
步进运行
（2）激磁式：定、转子均有激磁绕组（或转子用永久磁钢），由电
磁力矩实现步进运行
按输出力矩大小
（1）伺服式：输出力矩在百分之几之几至十分之几（N·m）只能驱动较小的负载，要与液压扭矩放大器配用，才能驱动机床工作台等较大
的负载
（2）功率式：输出力矩在5-50N·m以上，可以直接驱动机床工作
台等较大的负载
按定子数（1）单定子式（2）双定子式（3）三定子式（4）多定子式按各相绕组分布
（1）径向分布式：电机各相按圆周依次排列
（2）轴向分布式：电机各相按轴向依次排列
2.步进电机的结构
目前，我国使用的步进电机多为反应式步进电机。
在反应式步进电机中，有轴向分相和径向分相两种，如表5--1所述。
图5--2是一典型的单定子、径向分相、反应式伺服步进电机的结构原理图。
它与普通电机一样，分为定子和转子两部分，其中定子又分为定子铁心和定子绕组。
定子铁心由电工钢片叠压而成，其形状如图中所示。
定子绕组是绕置在定子铁心6个均匀分布的齿上的线圈，在直径方向上相对的两个齿上的线圈串联在一起，构成一相控制绕组。
图5--2所示的步进电机可构成三相控制绕组，故也称三相步进电机。
若任一相绕组通电，便形成一组定子磁极，其方向即图中所示的NS极。
在定子的每个磁极上，即定子铁心上的每个齿上又开了5个小齿，齿槽等宽，齿间夹角为9°，转子上没有绕组，只有均匀分布的40个小齿，齿槽也是等宽的，齿间夹角也是9°，与磁极上的小齿一致。
此外，三相定子磁极上的小齿在空间位置上依次错开1/3齿距，如图5--3所示。
当A相磁极上的小齿与转子上的小齿对齐时，B相磁极上的齿刚好超前(或滞后)转子齿1/3齿距角，C相磁极齿超前(或滞后)转子齿2/3齿距角。
图5-2单定子径向分相反应式伺服步进电机结构原理图
图5-3步进电机的齿距
图5--4是一个五定子、轴向分相、反应式伺服步进电机的结构原理图。
从图中可以看出，步进电机的定子和转子在轴向分为五段，每一段都形成独立的一相定子铁心、定子绕组和转子，图5--5所示的是其中的一段。
各段定子铁心形如内齿轮，由硅钢片叠成。
转子形如外齿轮，也由硅钢片制成。
各段定子上的齿在圆周方向均匀分布，彼此之间错开1/5齿距，其转子齿彼此不错位。
当设置在定子铁心环形槽内的定子绕组通电时，形成一相环形绕组，构成图中所示的磁力线。
除上面介绍的两种形式的反应式步进电机之外，常见的步进电机还有永磁式步进电机和永磁反应式步进电机，它们的结构虽不相同，但工作原理相同。
3.步进电机的工作原理
步进电机的工作原理实际上是电磁铁的作用原理。
图5--6是一种最简单的反应式步进电机，下面以它为例来说明步进电机的工作原理。
图5--6(a)中，当A相绕组通以直流电流时，根据电磁学原理，便会在AA方向上产生一磁场，在磁场电磁力的作用下，吸引转子，使转子的齿与定子AA磁极上的齿对齐。
若A相断电，B相通电，这时新的磁场其电磁力又吸引转子的两极与BB磁极齿对齐，转子沿顺时针转过60°。
通常，步进电机绕组的通断电状态每改变一次，其转子转过的角度α称为步距角。
因此，图5--6(a)所示步进电机的步距角α等于60°。
如果控制线路不停地按A→B→C→A…
的顺序控制步进电机绕组的通断电，步进电机的转子便不停地顺时针转动。
若通电顺序改为A→C→B→A…，同理，步进电机的转子将逆时针不停地转动。
图5-4五定子径向分相反应式伺服步进电机结构原理图
图5-5一段定子、转子及磁回路
上面所述的这种通电方式称为三相三拍。
还有一种三相六拍的通电方式，它的通电顺序是：顺时针为A→AB→B→BC→C→CA→A…；逆时针为A→AC→C→CB→B→BA→A…。
若以三相六拍通电方式工作，当A相通电转为A和B同时通电时，转子的磁极将同时受到A相绕组产生的磁场和B相绕组产生的磁场的共同吸引，转子的磁极只好停在A和B两相磁极之间，这时它的步距角α等于30°。
当由A和B两相同时通电转为B相通电时，转子磁极再沿顺时针旋转30°，与B相磁极对齐。
其余依此类推。
采用三相六拍通电方式，可使步距角α缩小一半。
图5-6步进电机工作原理图
图5--6(b)中的步进电机，定子仍是A，B，C三相，每相两极，但转子不是两个磁极而是四个。
当A相通电时，是1和3极与A相的两极对齐，很明显，当A相断电、B相通电时，2和4极将与B相两极对齐。
这样，在三相三拍的通电方式中，步距角α等于30°，在三相六拍通电方式中，步距角α则为15°。
综上所述，可以得到如下结论：
(1)步进电机定子绕组的通电状态每改变一次，它的转子便转过一个确定的角度，即步进电机的步距角α；
(2)改变步进电机定子绕组的通电顺序，转子的旋转方向随之改变；
(3)步进电机定子绕组通电状态的改变速度越快，其转子旋转的速度越快，即通电状态的变化频率越高，转子的转速越高；
(4)步进电机步距角α与定子绕组的相数m、转子的齿数z、通电方式k有关，可用下式表示：
(5-1)
式中m相m拍时，k=1；m相2m拍时，k=2；依此类推。
对于图5--2所示的单定子、径向分相、反应式伺服步进电机，当它以三相三拍通电方式工作时，其步距角为
若按三相六拍通电方式工作，则步距角为
4.步进电机的主要特性
(1)步距角。
步进电机的步距角是反映步进电机定子绕组的通电状态每改变一次，转子转过的角度。
它是决定步进伺服系统脉冲当量的重要参数。
数控机床中常见的反应式步进电机的步距角一般为。
步距角越小，数控机床的控制精度越高。
(2)矩角特性、最大静态转矩M jmax和启动转矩M q。
矩角特性是步进电机的一个重要特性，它是指步进电机产生的静态转矩与失调角的变化规律。
(3)启动频率f q。
空载时，步进电机由静止突然启动，并进入不丢步的正常运行所允许的最高频率，称为启动频率或突跳频率。
若启动时频率大于突跳频率，步进电机就不能正常启动。
空载启动时，步进电机定子绕组通电状态变化的频率不能高于该突跳频率。
(4)连续运行的最高工作频率f max。
步进电机连续运行时，它所能接受的，即保证不丢步运行的极限频率，称为最高工作频率。
它是决定定子绕组通电状态最高变化频率的参数，它决定了步进电机的最高转速。
(5)加减速特性。
步进电机的加减速特性是描述步进电机由静止到工作频率和由工作频率到静止的加减速过程中，定子绕组通电状态的变化频率与时间的关系。
当要求步进电机启动到大于突跳频率的工作频率时，变化速度必须逐渐上升；同样，从最高工作频率或高于突跳频率的工作频率停止时，变化速度必须逐渐下降。
逐渐上升和下降的加速时间、减速时间不能过小，否则会出现失步或超步。
我们用加速时间常数Ta和减速时间常数Td来描述步进电机的升速和降速特性，如图5-8所示。