步進電機是怎樣工作的？它有哪些特點？

在本節中，我們(men) 將學習(xi) 如下一些內(nei) 容：

1）什麽(me) 是步進電機；

2）與(yu) 步進電機相關(guan) 的一些基本概念；

3）步進電機的分類與(yu) 結構；

4）步進電機的特點；

1.1、什麽是步進電機

步進電機是一種基於(yu) 電磁感應原理、把電脈衝(chong) 信號轉換為(wei) 角位移或線位移的開環控製電機，是工業(ye) 控製係統中一種常見的執行機構（注：工業(ye) 控製係統由控製器、控製元件、傳(chuan) 感器及執行機構組成）。

步進電機的內(nei) 部由轉子和定子組成，下麵這張圖是一個(ge) 兩(liang) 相步進電機的外觀圖：

1.2、步進電機相關的基本概念

1.2.1、相數：是指步進電機定子繞組的組數（即內(nei) 部線圈的個(ge) 數）。常見的有兩(liang) 相、三相、四相、五相步進電機；

1.2.2、步距角：步進電機接收一個(ge) 脈衝(chong) 信號後所轉過的角度，步距角在電機出廠時已經確定，會(hui) 寫(xie) 在電機上。一般兩(liang) 相電機的步距角為(wei) 0.9°/1.8°、三相電機的步距角為(wei) 0.75°/1.5°，五相電機的步距角為(wei) 0.36°/0.72°；如果不使用細分驅動器，隻能靠選擇不同步距角的步進電機來滿足控製要求。細分驅動器可以改變步進電機的步距角，這個(ge) 我們(men) 將在第二節《認識步進驅動器》中介紹；

1.2.3 、保持轉矩（holding torque）：是指步進電機繞組通電且轉子沒有轉動時，使電機能夠移動完整的一步所需要的扭矩。保持轉矩主要受電機繞組所允許的最大電流限製，通常大於(yu) 運行轉矩（running torque）。保持轉矩是步進電機最重要的參數之一，它的優(you) 點在於(yu) 可以使負載保持在某個(ge) 位置。在不特別指明的情況下，通常說的步進電機的轉矩就是指保持轉矩。比如，某步進電機的轉矩為(wei) 3.5NM，就是指其保持扭矩為(wei) 3.5NM；

1.2.4、阻尼轉矩（detent torque）：是指步進電機繞組在不通電的情況下，由其本身的機械特性（永磁性結構）所產(chan) 生的轉矩。在不通電的情況下，用手去轉動轉子可以感受到阻尼轉矩；

1.3、步進電機的分類與結構

步進電機的內(nei) 部由轉子（rotor）和定子（stator）組成。

當定子線圈通電時，會(hui) 產(chan) 生感應磁場，感應磁場與(yu) 轉子相互作用使轉子轉過一定的角度。

根據勵磁方式的不同，步進電機可分為(wei) ：永磁式、反應式（磁阻式）和混合式三種。

1.3.1、永磁式（permanent magnet stepper motor）

永磁式步進電機的轉子（rotor）是一種永磁性的、柱狀結構，具有N極和S極；定子是具有對稱結構的勵磁線圈；當定子線圈通入直流電後，根據安培右手定律，線圈的兩(liang) 端會(hui) 產(chan) 生磁場；定子產(chan) 生的磁場與(yu) 轉子的永磁性材料相互作用從(cong) 而使轉子轉動。通過給定子繞組交替通電，就能控製轉子按照某個(ge) 方向交替運動；

永磁式步進電機的定子/轉子結構如下圖所示：