感应子式步进电机工作原理

感应子式步进电机工作原理

1）、反应式步进电机原理
由于反应式步进电机工作原理比较简单。下面先叙述三相反应式步进电机原理。
1、结构：
电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。
0、1/3て、2/3て,（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示），即a与齿1相对齐，b与齿2向右错开1/3て，c与齿3向右错开2/3て，a与齿5相对齐，（a就是a，齿5就是齿1）下面是定转子的展开图：




2、旋转：
如a相通电，b，c相不通电时，由于磁场作用，齿1与a对齐，（转子不受任何力以下均同）。
如b相通电，a，c相不通电时，齿2应与b对齐，此时转子向右移过1/3て，此时齿3与c偏移为1/3て，齿4与a偏移（て-1/3て）=2/3て。
如c相通电，a，b相不通电，齿3应与c对齐，此时转子又向右移过1/3て，此时齿4与a偏移为1/3て对齐。
如a相通电，b，c相不通电，齿4与a对齐，转子又向右移过1/3て
这样经过a、b、c、a分别通电状态，齿4（即齿1前一齿）移到a相，电机转子向右转过一个齿距，如果不断地按a，b，c，a……通电，电机就每步（每脉冲）1/3て,向右旋转。如按a，c，b，a……通电，电机就反转。
由此可见：电机的位置和速度由导电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。
不过，出于对力矩、平稳、噪音及减少角度等方面考虑。往往采用a-ab-b-bc－c-ca-a这种导电状态，这样将原来每步1/3て改变为1/6て。甚至于通过二相电流不同的组合，使其1/3て变为1/12て，1/24て，这就是电机细分驱动的基本理论依据。
不难推出：电机定子上有m相励磁绕阻，其轴线分别与转子齿轴线偏移1/m,2/m……(m-1)/m,1。并且导电按一定的相序电机就能正反转被控制——这是步进电机旋转的物理条件。只要符合这一条件我们理论上可以制造任何相的步进电机，出于成本等多方面考虑，市场上一般以二、三、四、五相为多。
3、力矩：
电机一旦通电，在定转子间将产生磁场（磁通量ф）当转子与定子错开一定角度产生力f与（dф/dθ）成正比
其磁通量
ф=br*s
br为磁密，
s为导磁面积
f与
l*d*br成正比
l为铁芯有效长度，
d为转子直径
br=n·i/r

n·i为励磁绕阻安匝数（电流乘匝数）
r为磁阻。
力矩
=力*半径
力矩与电机有效体积
*安匝数*磁密 成正比（只考虑线性状态）
因此，电机有效体积越大，励磁安匝数越大，定转子间气隙越小，电机力矩越大，反之亦然。
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