步进电机是一种将电脉冲信号转换成机械角位移的特殊电机。步进电机的转子上无绕组且制有若干个均匀分布的齿，在定子上有励磁绕组.当有脉冲输入时，转子就转过一个固定的角度，其角位移量与输入脉冲个数严格地成正比，在时间上也与输入脉冲同步。当元脉冲时，在绕组电源的激励下，气隙磁场能使转子保持原有位置不变而处于定位状态。

    步进电机机其输出扭矩大小，可分为快速步进电机和功率步进电机:按其励磁相数可分为三相、四相、五相、六相甚至八相步进电机等;按其工作原理又分为磁咆式和反应式步进电机。

    由于步进电机的角位移量和指令脉冲的个数成正比，旋转方向与通电相序有关，因此只要控制输入脉冲的数量、频率和电机绕组的通电相序，即可获得所需的转角大小、转速和方向。其调速范围广、响应侠、灵敏度离、控制系统简单，而且有一定的精度，所以被广泛应用于开环伺服系统中。

    1.步进电机的工作原理

    尽管步进电机种类很多，但其基本原理实质都是一致的。现以三相反应式步进电机为例，说明其工作原理。

    在步进电机定子上有3对磁极，上面绕有励磁绕组，分别称为A相、8相和C相.转子上带有等距小齿(图中有4个齿)。如果先将A相加上电脉冲，则转子1、3两齿被磁极A吸引而与该磁极对齐，而后再将B相加上电脉冲，则已相磁极将离它最近的2、4齿吸引过去，这样转子就沿逆时针方向转过30°。同样的道理，如将C相加上电脉冲，则转子又转过30°。之后再将A相加上电脉冲，转子继续转过30°。如此这样.按A→B→C→A...依次通电，步进电机就按逆时针方向转动。

    2.步进电机的驱动

    根据步进电机的工作原理，我们知道步进电机的角位移量与指令脉冲的个数成正比，旋转方向与通电方向有关。因此步进电机的驱动电路，必须能控制步进电机各相励磁绕组电信号的通电变化频率、次数和通电顺序。这个工作由脉冲分配器和功率放大器来完成通过脉冲指令，按一定顺序导通或截止功率放大器，使电机相应的励磁绕组通电或断电的装置叫脉冲分配器，也叫环形分配器。它由门电路、触发器等基本逻辑功能元件组成。步进电机的正转与反转，由方向指令控制。步进电机的转角与转速分别由指令脉冲的频率与数量决定。

    脉冲分配可由硬件或软件来实现。作为硬件，目前市场上已有专用的分配器功能组件出售。采用专用集成电路有利于提高系统可拿性和降低系统成本。用微机控制步进电机，采用汇编语言编制程序来分配脉冲，称为软件脉冲分配。这种方法的特点是控制灵活、可靠性高、制造成本低。当然，它需编制复杂的程序，需占用大量内存单元和操作时间。

本文共分 1 页