两相步进电机的工作原理
两相步进电机的工作原理如下：
1. 结构：两相步进电机由两个相位（相A和相B）组成，每个相位都包含一个电磁线圈。
2. 相序控制：当通电时，通过对相位的电流进行控制，可以使电机按照特定的步进角度旋转。相序控制通常使用二进制方式表示，其中4个常见的相序为全步进顺时针
（AB→AB→AB→AB）、全步进逆时针
（AB→BA→AB→BA）、半步进顺时针
（AB→A→AB→B→AB→A→AB→B）和半步进逆时针
（AB→B→AB→A→AB→B→AB→A）。
3. 电磁原理：当一个相位通电时，电流通过电磁线圈，产生一个磁场。磁场与永久磁铁或其他磁场作用，使一对极端发生力矩，从而使电机转动到下一个步进角度。
4. 步进角度：两相步进电机的步进角度取决于电机的设计和控制方式。常见的步进角度为1.8度（为360度除以步进电机的步数）和0.9度。
5. 控制器：为了控制两相步进电机，通常需要使用一个步进电机驱动器或控制器。控制器接收外部信号，并以正确的相序和频率控制电机的转动，使其按照预定的角度和速度运行。
总之，两相步进电机通过控制相位的电流，利用电磁原理产生
的磁场与其他磁场之间的相互作用，实现精确的步进运动。它常被应用在需要精确定位和控制运动的设备中，例如打印机、机器人和数控机床等。
步进式电动机 一、前言 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。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。 二、感应子式步进电机工作原理 （一）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）。 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
步进电机的基本原理 步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。 现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。 永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度；反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。 混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的应用最为广泛，也是本次细分驱动方案所选用的步进电机。 步进电机的一些基本参数： 电机固有步距角： 它表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值，如86BYG250A型电机给出的值为0.9°/1.8°（表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°），这个步距角可以称之为‘电机固有步距角’，它不一定是电机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动器有关。 步进电机的相数： 是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同，其步距角也不同，一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72°。在没有细分驱动器时，用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器，则‘相数’将变得没有意义，用户只需在驱动器上改变细分数，就可以改变步距角。保持转矩（HOLDING TORQUE）： 是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如，当人们说2N.m的步进电机，在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机。 DETENT TORQUE： 是指步进电机没有通电的情况下，定子锁住转子的力矩。DETENT TORQUE 在国内没有统一的翻译方式，容易使大家产生误解；由于反应式步进电机的转子不是永磁材料，所以它没有DETENT TORQUE。 步进电机的一些特点： 1．一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。 2．步进电机外表允许的最高温度。
两相步进电机的工作原理 工业上电机用三相制，普通的小玩具马达两相也可以。拿玩具电机来说。上下是两个磁 铁。中间是线圈。通了直流电以后，就成了电磁铁。被上下的磁铁吸引后就产生了偏转。但是因为中间连接电磁铁的两根线不是直接连接的。是采用在转轴的位置用一个滑动的接触片。这样如果电磁铁转过了头，原先连接电磁铁的两根线刚好就相反了。所以电磁铁的n极s 极就和以前相反了。但是电机上下的磁铁是不变的。所以又可以继续吸引中间的电磁铁。当电磁铁继续转。由于惯性又转过头了。所以电极又相反了。重复上述过程就转了。 但是他有缺陷。因为在刚好要变换电极的时候是需要靠惯性的。所以他不利于自己启动。功率也达不到很高。所以就产生了三相的电机。每隔120度放一个磁铁。分布在电机一圈。这样的电机改善了很多。 另外注意。不一定磁铁非要放外边。可以放内侧。而外侧是电磁铁。常见的发电厂大致都是这个结构的电机。 电机不一定当作机械动力使用。也可以当小型发电机来用。比如用一个柴油的机器产生一个持续的扭力矩，连接到电机上。就可以发电了。 下面是交流的。 如果中间放一个磁铁。外面放电磁铁来吸引中间的磁铁呢。还是从两相开始。假如上边一个电磁铁产生磁力把磁铁n极吸到了上边，然后刚好电磁铁的正负极颠倒了，那么就产生斥力把n极推到下边去。同样道理下边的也是对中间的磁铁产生吸力和斥力。但是大家一想就知道了。两相的交流也存在一个惯性的问题。就是刚好磁铁和电磁铁直上直下的时候。 所以三相的，明显比两相的有优势。而且中间的磁铁也不一定非得是一个直上直下临极和s极的磁铁。可以把三个磁铁s极放中间，n极冲外面。这样外面的三个电磁铁就轮番的吸引中间的n极磁铁。 如果轴承的滑动摩擦力够小的话。只要电磁铁变化。就可以不断的吸引中间的三个n极磁铁产生偏转旋转。电磁铁变化磁极速度快，中间的轴承旋转就快。电磁铁变化速度就是频率了。发电厂的频率是一定的。所以你可以用变频的机器把电频率变成你需要的。就可以控制电机的速度了。 另外电机也不一定是三相的，还可以是四相的、五相的、六相的、七相的。但是由于大家做试验做过。太多相的，电磁互相干扰大，另外大家也知道，每个电磁铁都通电，是很浪 费电的。因为电磁铁是用电线缠绕成的线圈。但是电线都有电阻。如果做一个六项的电机，耗电量是3相的电机两倍。
两相四线励磁式步进电机工作原理 本章将介绍在嵌入式平台UP－NETARM2410－S中步进电机的实现。步 进电机在各个领域诸如机器人、智能控制、工业控制等方面都有着广泛的应用空间，本章着重介绍步进电机的工作原理及编程实现步进电机驱动的方法，主要内容如下： l 步进电机的概述 l 步进电机的工作原理 l 和微处理器的总线连接方式 l 驱动程序的编程 l Linux 下用软件的方法实现步进电机的脉冲分配，用软件的方法代替硬件的脉冲分配器 1．步进电机概述 步进电机是一种能够将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件，它 实际上是一种单相或多相同步电动机。单相步进电动机有单路电脉冲驱动，输出功率一般很小，其用途为微小功率驱动。多相步进电动机有多相方波脉冲驱动，用途很广。 使用多相步进电动机时，单路电脉冲信号可先通过脉冲分配器转换为多相脉冲信号，在经功率放大后分别送入步进电动机各相绕组。每输入一个脉冲到脉冲分配器，电动机各相的通电状态就发生变化，转子会转过一定的角度（称为步距角）。 正常情况下，步进电机转过的总角度和输入的脉冲数成正比；连续输入一 定频率的脉冲时，电动机的转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系，不受电压波动和负载变化的影响。由于步进电动机能直接接收数字量的输入，所以特别适合于微机控制。 1.1步进电机的特性 步进电机转动使用的是脉冲信号，而脉冲是数字信号，这恰是计算机所擅 长处理的数据类型。从20世纪80年代开始开发出了专用的IC驱动电路，今天，在打印机、磁盘器等的OA装置的位置控制中，步进电机都是不可缺少的 组成部分之一。总体上说，步进电机有如下优点： 1．不需要反馈，控制简单。 2．与微机的连接、速度控制（启动、停止和反转）及驱动电路的设计比较简单。3．没有角累积误差。 4．停止时也可保持转距。 5．没有转向器等机械部分，不需要保养，故造价较低。 6．即使没有传感器，也能精确定位。 7．根椐给定的脉冲周期，能够以任意速度转__________动。 但是，这种电机也有自身的缺点。 8．难以获得较大的转矩 9、不宜用作高速转动 10．在体积重量方面没有优势，能源利用率低。
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(或线位移)的电磁装置，是一种特殊的电动机。一般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，一般在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移动部件。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。一般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，也还可用在一般通用机床上，
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三对磁极就依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5—5a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，停止在图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°，停止在图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→…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→…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。
两相步进电机工作原理 两相步进电机是一种常见的步进电机类型，其工作原理基于电磁感应 和磁力耦合效应。它由两个驱动线圈组成，每个驱动线圈和一个磁铁组成 一对极，使得电机可以以一定的步进角度旋转。以下是两相步进电机的工 作原理的详细解释。 1.电磁感应原理 在步进电机中，驱动线圈通电产生磁场，该磁场与定子中的永磁体相 互作用，产生一种力矩，使得电机可以顺时针或逆时针旋转。这种力矩被 称为磁力耦合效应，是两相步进电机工作的基础。 2.两相驱动线圈 3.工作原理 当一组线圈通电时，它会产生一个磁场。这个磁场与定子上的一个磁 铁极发生相互作用，使得电机旋转一个固定的步进角度。当第一组线圈断 电时，第二组线圈通电，电机会继续旋转一定的步进角度。通过交替通电 两组线圈，可以让电机不断地旋转。 4.步进角度 两相步进电机的步进角度取决于线圈的设计和磁铁的极性。通常，一 个完整的步进电机旋转一周有200个步进角度。如果每次只通电一组线圈，电机将会旋转半个步进角度。因此，为了电机旋转整个步进角度，需要两 组线圈交替通电。 5.控制方式
一般来说，通过控制线圈的通电和断电来控制两相步进电机的转动。控制线圈的通电方式有两种：单相或双相。单相通电方式只需要一组线圈通电，而双相通电方式需要同时通电两组线圈。单相通电方式通常只能实现电机的一半步进角度，而双相通电方式可以实现电机的完整步进角度。 6.控制器 为了更精确地控制两相步进电机的转动，通常使用电机驱动模块或步进电机控制器。这些控制器可以通过发送特定的控制信号来控制电机的旋转方向和步进角度，从而实现精确的位置控制。 总结： 两相步进电机的工作原理基于电磁感应和磁力耦合效应。驱动线圈通电产生磁场，与定子中的永磁体相互作用，产生一个磁力耦合效应，从而使电机旋转一个固定的步进角度。通过交替通电两组线圈，可以让电机连续旋转。两相步进电机通常通过控制线圈的通电和断电来控制转动，可以使用电机驱动模块或步进电机控制器来实现精确的控制。
步进电机基本工作原理 电机将电能转换成机械能，步进电机将电脉冲转换成特定的旋转运动。每个脉冲所产生的运动是精确的，并可重复，这确实是步进电机什么缘故在定位应用中如此有效的缘故。 永磁步进电机包括一个永磁转子、线圈绕组和导磁定子。鼓舞一个线圈绕组将产生一个电磁场，分为北极和南极，见图1所示。定子产生的磁场使转子转动到与定子磁场对直。通过改变定子线圈的通电顺序可使电机转子产生连续的旋转运动。 图2显示了一个两相电机的典型的步进顺序。在第1步中，两相定子的A相通电，因异性相吸，其磁场将转子固定在图示位置。当A相关闭、B相通电时，转子顺时针旋转90°。在第3步中，B相关闭、A相通电，但极性与第1步相反，这促使转子再次旋转90°。在第4步中，A相关闭、B相通电，极性与第2步相反。重复该顺序促使转子按90°的步距角顺时针旋转。
图2中显示的步进顺序称为〝单相鼓舞〞步进。更常用的步进方法是〝双相鼓舞〞，其中电机的两相一直通电。然而，一次只能转换一相的极性，见图3所示。两相步进时，转子与定子两相之间的轴线处对直。由于两相一直通电，本方法比〝单相通电〞步进多提供了41.1%的力
矩，但输入功率却为2倍。 半步步进 电机也可在转换相位之间插入一个关闭状态而走〝半步〞。这将步进电机的整个步距角一分为二。例如，一个90°的步进电机将每半步移动45°，见图4。然而，与〝两相通电〞相比，半步进通常导致15%～30%的力矩缺失〔取决于步进速率〕。在每交换半步的过程中，由于其中一个绕组没有通电，因此作用在转子上的电磁力要小，造成了力矩的
净缺失。 双极性绕组 双相鼓舞介绍了利用一种〝双极性线圈绕组〞的方法。每相用一个绕组，通过将绕组中电流反向，电磁极性被反向。典型的两相双极驱动的输出步骤在电气原理图和图5中的步进顺序中进一步阐述。按图所
两相步进电机的原理 引言： 一、两相步进电机的结构和组成 二、两相步进电机的工作原理 1.绕组激励原理 两相步进电机的定子两相绕组A、B通过电流激励产生磁场。当两相 绕组通电时，A相绕组产生的磁场方向与B相绕组产生的磁场方向相反， 从而形成了一个磁场的转向。根据两相绕组的通电情况不同，可以产生四 种不同的磁场组合方式：A相通电，B相通电，A相通电，B相断电，A相 断电，B相通电，A相断电，B相断电。这些不同的磁场组合方式使得电 机的转子在不同的位置上产生一定的磁场力矩，以实现转动。 2.转子定位原理 3.步进驱动原理 两相步进电机的控制需要通过步进驱动器来实现。步进驱动器根据输 入信号进行处理，以控制绕组A、B的通电情况，从而控制转动步进电机。步进驱动器通常是一个控制器和一个功率放大器的组合。控制器接收指令 信号，根据输入的指令信号生成控制信号，通过控制信号来控制功率放大 器的开关状态，从而控制步进电机的转动。 4.步进电机的转动方式 两相步进电机通常通过全步进和半步进两种方式来转动。全步进是指 每个电机步进信号引起转子移动一个步进角度，占转子一整个周期。半步
进是指每个电机步进信号引起转子移动半个步进角度，占转子一整个周期。全步进和半步进的选择取决于具体应用的要求。 5.步进电机的特点 （1）步进电机的步距可控，可以实现高精度的位置控制。 （2）步进电机的输出力矩与电机电源和控制信号有关，可调节。 （3）步进电机结构简单，成本低，容易实现自动化控制。 （4）步进电机可单独控制每个步进角度，从而实现多个电机同步工作。 结论： 两相步进电机通过电磁力的转换和转子定位原理，实现了电机的转动。电机通过步进驱动器的控制，可以实现不同步距、输出力矩可调节的特性。因此，两相步进电机广泛应用于自动化控制领域，为各种机械设备和自动 化系统提供了有效的转动驱动。
步进电机结构和工作原理 步进电机是一种专门用于位置和速度精确控制的特种电机。步进电机的最大特点是其“数字性”，对于微电脑发过来的每一个脉冲信号，步进电机在其驱动器的推动下运转一个固定角度（简称一步），如下图所示。如接收到一串脉冲步进电机将连续运转一段相应距离。同时您可通过控制脉冲频率，直接对电机转速进行控制。由于步进电机工作原理易学易用，成本低（相对于伺服）、电机和驱动器不易损坏，非常适合于微电脑和单片机控制，因此近年来在各行各业的控制设备中获得了越来越广泛的应用.本文将向用户简述步进电机的基本结构和工作原理，举例说明步进电机驱动器的工作原理，直线步进电机的结构和工作原理。 步进电机的种类和特点 步进电机在构造上有三种主要类型：反应式（Variable Reluctance，VR）、永磁式（Permanent Magnet,PM）和混合式(Hybrid Stepping,HS)。 反应式： 定子上有绕组、转子由软磁材料组成。结构简单、成本低、步距角小，可达1.2°、但动态性能差、效率低、发热大，可靠性难保证。 永磁式： 永磁式步进电机的转子用永磁材料制成，转子的极数与定子的极数相同。其特点是动态性能好、输出力矩大，但这种电机精度差，步矩角大（一般为7.5°或15°）。 混合式： 混合式步进电机综合了反应式和永磁式的优点，其定子上有多相绕组、转子上采用永磁材料，转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。其特点是输出力矩大、动态性能好，步矩角小，但结构复杂、成本相对较高。 按定子上绕组来分，共有二相、三相和五相等系列。最受欢迎的是两相混合式步进电机，约占 97% 以上的市场份额，其原因是性价比高，配上细分驱动器后效果良好。该种电机的基本步矩角为1.8°/步，配上半步驱动器后，步矩角减少为0.9°，配上细分驱动器后其步矩角可细分达256倍（0.007°）。由于摩擦力和制造精度等原因，实际控制精度略低。同一步进电机可配不同细分的驱动器以改变精度和效果。 1. 基本结构：
步进电机工作原理 步进式电动机 一、前言 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。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。 二、感应子式步进电机工作原理 （一）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）。 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S 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。 （二）感应子式步进电机 1、特点：感应子式步进电机与传统的反应式步进电机相比，结构上转子加有 永磁体，以提供软磁材料的工作点，而定子激磁只需提供变化的磁场而不必提供磁材料工作点的耗能，因此该电机效率高，电流小，发热低。因永磁体的存在，该电机具有较强的反电势，其自身阻尼作用比较好，使其在运转过程中比较平稳、噪音低、低频振动小。感应子式步进电机某种程度上可以看作是低速同步电机。一个四相电机可
两相步进电机的转动原理 两相步进电机最简单的构成为Nr=1的情况，电机构造如下列图所示。一般两相电机定子磁极数为4的倍数，至少是4。转子为N极与S 极各一个的两极转子。 定子一般用硅钢片叠压制作，定子磁极数为4极，相当于一相绕组占两个极，A相两个极在空间相差180°，B相两个极在空间也相差180°。电流在一相绕组内正负流动（此种驱动方式称为双极性驱动），A相与B相电流的相位相差90°，两相绕组中矩形波电流交替流过。即两相电机的定子，在Nr=1时，空间相差90°,时间上电流相差90°相位差，电流与普通的同步电机相似，在定子上产生旋转磁场，转子被旋转磁场吸引，随旋转磁场同步旋转。 上图表示两相步进电机的构造（PM型）及其运行原理，从图(a)到图(b)顺时针旋转90°，依次图(c)、(d)均旋转90°，依次不断运转成为连续旋转。 以上图为例，假设A相有两个线圈，单向电流交替流过两个线圈，也可产生相反的磁通方向，此方式称为单极（uni-plar)型线圈。 如下列图所示线圈内部只流过单方向电流，此线圈称为单极型线圈；另一种，线圈内流过正、反方向电流的线圈称为双极型线圈，两种线圈的优缺点将在后面的课程中详细介绍。单极型线圈可以取代上图所示双极型线圈，运行时具有一样的步距角。 上图中的两相单极型线圈在有些文献中也被称为四相
步进电机，此时其转子极对数、齿数Nr，以及步距角θs均与双极型线圈一样。本课程两相电机的定义符合式θs=180°/PNr，即将转子齿数和步距角θs代入式θs=180°/PNr，如P=2，则为两相电机，如Nr一样，P=4，步距角θs只有1/2，则电机为四相电机，在此特别提请注意。 两相步进电机现在应用广泛，实际电机的构造比图（PM 双极型两相步进电机构造与运行原理）复杂，定子除采用叠片外，还有爪极构造，但基本原理可参考图（PM双极型两相步进电机构造与运行原理），图中所示的转子被称为PM 型(永久磁铁或永磁式）转子，磁性圆柱的外表面形成转子磁极。
两相步进电机原理 两相步进电机是一种常用的电动机，其工作原理是通过交替激励两相线圈来实现电机转动。下面将详细介绍两相步进电机的原理。 两相步进电机由两组线圈组成，分别称为A相和B相。每组线圈都是由多个绕组组成，这些绕组分别沿电机的固定轴线均匀分布。 两相步进电机主要靠磁力原理来工作。当A相线圈通电时，会在电机中产生一个磁场。同样地，当B相线圈通电时，也会在电机中产生一个磁场。这两个磁场的位置是固定的，它们的极性是相同的，即同为南极或者同为北极。 当A相线圈通电时，磁场中的北极会被吸引到电机中的南极，从而产生一个力矩使电机转动。同样地，当B相线圈通电时，也会产生一个力矩使电机转动。因此，通过交替通电A相和B相线圈，可以实现电机的连续转动。 两相步进电机的转动方式有两种，分别为全步进和半步进。 全步进是指每次只激励一组线圈，即A相或者B相。当激励A相线圈时，电机转动一个固定的步进角度（通常为1.8度），然后停止。再激励B相线圈时，电机再转动一个步进角度，如此循环。全步进转动方式简单，但是精度相对较低。 半步进是指在每个步进角度中，先激励A相线圈，然后再激励B相线圈，这样
可以实现更小的转动角度。例如，在一个步进角度内，先激励A相使电机转动0.9度，然后再激励B相使电机再转动0.9度。通过这种方式，可以实现更高的转动精度。 在实际应用中，两相步进电机通过驱动电路来控制线圈的通断，从而实现电机的转动。常见的驱动电路有双H桥驱动电路和脉冲驱动电路。双H桥驱动电路可以实现正转、反转和制动等操作，而脉冲驱动电路则通过输入脉冲信号来控制电机的转动步进角度和速度。 总结一下，两相步进电机通过激励A相和B相线圈来产生磁场，从而实现电机的转动。全步进和半步进是两种常见的转动方式。它们在自动控制系统、仪器仪表以及机械设备等领域有广泛应用。这些都是两相步进电机工作原理的基本概念。
步进电机原理 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是 以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定 位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的 目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（vr）、永 磁式步进电机（pm）、混合式步进电机（hb）和单相式步进电机等。 反应式步进电机一般为三相，可实现高转矩输出。步进角一般为1.5度，但噪声和振 动非常大，可以通过驱动器细分技术解决。（刺绣框架驱动） 混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进 角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。（绣框金片）步进电机的一些基本参数： 步进角：表示控制系统发出步进脉冲信号时电机的旋转角度。当电机出厂时，它给出 一个步进角值。例如，86byg250a电机给出的值为0.9°/1.8°（半步为0.9°，全步为 1.8°）。这个步进角可以叫做？电机固有步进角？，它不一定是电机实际工作时的实际 步进角。实际步距角与驾驶员有关。相数：指电机内部的线圈组数。目前常用的步进电机 有两相、三相和五相。步进角随电机的相数而变化。一般来说，两相电机的步进角为 0.9°/1.8°，三相电机的步进角为0.75°/1.5°，五相电机的步进角为0.36°/0.72°。 保持转矩（holdingtorque）：是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于 步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以保 持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如，当人们说2n.m的步进电机，在 没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2n.m的步进电机。步进电机的一些特点： 一.步进电机的精度一般为步进角的3-5%，且不累加。 2．步进电机外表允许的最高温度。步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料 的退磁点；一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的甚至高达摄氏200度 以上，所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。 3.步进电机的转矩会随着速度的增加而减小。 当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电 动势越大。在它的作用下，电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。
步进电机的工作原理 一、前言 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。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。 虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。 目前,生产步进电机的厂家的确不少，但具有专业技术人员，能够自行开发，研制的厂家却非常少，大部分的厂家只一、二十人，连最基本的设备都没有。仅仅处于一种盲目的仿制阶段。这就给用户在产品选型、使用中造成许多麻烦。签于上述情况，我们决定以广泛的感应子式步进电机为例。叙述其基本工作原理。望能对广大用户在选型、使用、及整机改进时有所帮助。 二、感应子式步进电机工作原理 （一）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） 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
步进电机工作和控制原理 一、综述 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。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。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的一种开环线性执行元件，具有无累积误差、成本低、控制简单特点。产品从相数上分有二、三、四、五相，从步距角上分有0.9°/1.8°、0.36°/0.72°，从规格上分有口42~φ130，从静力矩上分有 0.1N·M~40N·M。签于上述情况，我们决定以广泛的感应子式步进电机为例。叙述其基本工作原理。 二、感应子式步进电机工作原理 （一）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 S 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