【正文】 由硅鋼片疊成，配以一定相數(shù)的控制繞組，輸入電脈沖對多相定子繞組輪流進行勵磁； 轉(zhuǎn)子 用硅鋼片疊成或用軟磁性材料做成凸極結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子本身沒有勵磁繞組的稱為“ 反應(yīng)式 ”步進電動機；用永久磁鐵做轉(zhuǎn)子的稱為“ 永磁式 ”步進電動機； 兼有永磁式和反應(yīng)式兩種步進電機的特點，稱為混合式步進電機。 ，在空間位置上依次錯開1/3齒距其展開圖如圖所示。 ，圖 (C)。這種工作方式每個通電狀態(tài)均為兩相繞組同時通電，且相鄰的兩個工作節(jié)拍中總有一相保持通電的狀態(tài)不變，因此，可避免三相單三拍工作方式的失步和低頻振蕩等現(xiàn)象。步進電動機有 單相輪流通電 、 雙相輪流通電 和 單雙相輪流通電 的方式。（拍數(shù) /相數(shù)） ? 若步進電動機的轉(zhuǎn)子齒數(shù) z=40，按三相單三拍運行時， K=1， m=3： ? 若按五相十拍運行時，則 K=2， m=5， z=40： ? 可見，步進電動機的相數(shù)和轉(zhuǎn)子齒數(shù)越多，步距角就越小，控制越精確。 /(40 2 3)=176。、 、 、 、 。 靜轉(zhuǎn)矩 ：指步進電動機處于穩(wěn)定狀態(tài)下的電磁轉(zhuǎn)矩。 例如三相步進電動機常用 單 雙 相通電的方式 。 ? 即，步進電動機的 動態(tài)轉(zhuǎn)矩隨著脈沖頻率的升高而降低 。 有時也在控制繞組回路中 串接一個較大的附加電阻 ， 以降低回路電氣時間常數(shù) ，但這樣就增加了在附加電阻上功率損耗，導(dǎo)致步進電動機及系統(tǒng)效率降低。它的值也與負載有關(guān)。一般為兩相或三相；須供給正負脈沖信號； 輸出轉(zhuǎn)矩較永磁式大（消耗功率相對較?。徊骄嘟禽^永磁式?。ㄒ话銥?）； 斷電時無定位轉(zhuǎn)矩；啟動和運行頻率較高；是目前發(fā)展較快的一種步進電機。在到達平衡點時，電磁驅(qū)動轉(zhuǎn)矩為零，但轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速最大，由于慣性，轉(zhuǎn)子沖過平衡點。這樣，轉(zhuǎn)子經(jīng)過三個脈沖仍然回到原來位置，也就是丟了三步。（注意，啟動頻率不是一個固定值，提高電動機的轉(zhuǎn)矩、減小電動機轉(zhuǎn)動慣量、減小步距角都可以提高步進電動機的啟動頻率） ? 第二種是轉(zhuǎn)子的平均速度大于旋轉(zhuǎn)磁場的速度 。電源線橫截面 ≥ 平方毫米，盡量短。繼電器允許最高輸入電壓和電流是： 35VDC， 10mA≤I≤200mA，電阻性負載。當撥碼開關(guān) 為“ OFF”時，有半流功能；當設(shè)置成“ ON”時，無半流功能。下面主要介紹環(huán)形分配器和功率放大器。 （ 1）觸發(fā)器型環(huán)形分配器 目前市場上有很多可靠性高、尺寸小、使用方便的集成脈沖分配器供選擇。 步進電動機按類型、相數(shù)等劃分，種類繁多，相應(yīng)的就需要不同的環(huán)形分配器，而用 EPROM設(shè)計的環(huán)形分配器，用一種線路可實現(xiàn)多種通電方式的分配 硬件電路不變動，只需改變軟件內(nèi)存儲器的地址 。 8713有 16個引腳。 ? 有兩種脈沖輸入方法 , 雙脈沖輸入法： １、２分別接控制步進電機正反轉(zhuǎn)的輸入脈沖； 單脈沖輸入法： ３為脈沖輸入 ,步進電機的正反轉(zhuǎn)方向由４的電位高低決定 。如果 P1口輸出的控制信號中， 0代表使繞組通電， 1代表使繞組斷電 ，則可用 10個控制字來對應(yīng)這 10個通電狀態(tài)。 圖 313所示的是步進電動機單相的功放電路。然后再截斷高壓，由低壓維持繞組中的電流，以保證電機繞組中的穩(wěn)定電流等于額定值。 3．調(diào)頻調(diào)壓功放電路 調(diào)頻調(diào)壓的控制方式很多，簡單的方式是分頻段調(diào)壓。接口電路可以用緩沖器和鎖存器組成，也可以選用并行 I/O接口芯片，如 825 8155等。如圖316所示。在理想條件下， 保持步進電動機力矩不變 ，則 電源電壓應(yīng)隨工作頻率的升高而升高，隨工作頻率的下降而下降。 （雙電壓）功率放大電路 圖 314 高低壓驅(qū)動原理圖 高低壓功放電路比單電壓功放電路的波形好， 有十分明顯的高速率上升和下降沿 ，所以高頻特性好，電源效率也高。其時間常數(shù)為 ： ?晶體管 VT可以看成一個無觸點開關(guān)； ? 二極管 V和電阻 Rd組成放電回路，以防止晶體管 VT關(guān)斷瞬間繞組反電勢造成管子擊穿。 8051 系列 單片機 A相驅(qū)動 B相驅(qū)動 C相驅(qū)動 D相驅(qū)動 E相驅(qū)動 圖 312 用軟件實現(xiàn)脈沖分配的接口示意圖 在程序中，只要依次將這 10個控制字送到 P1口，每送一個控制字，就完成一拍，步進電動機轉(zhuǎn)過一個步距角。 步進脈沖 3 13 4 12 8713 11 10 5 6 7 A相驅(qū)動 B相驅(qū)動 C相驅(qū)動 D相驅(qū)動 8051 系列單片機 是完全用軟件的方式進行脈沖分配，按照給定的通電換相順序，通過單片機的 I/O口向驅(qū)動電路發(fā)出控制脈沖。用于兩相步進電機控制的如： L297（ L297A）（產(chǎn)生 4相控制信號，可用于兩相雙極和四相單極步進電機）和 PMM8713；用于五相步進電動機控制的如 PMM8714等。 根據(jù)驅(qū)動要求，求出環(huán)形分配器的輸出狀態(tài)表，以二進制碼的形式依次存入 EPROM中，在線路中只要依照地址的正向或反向順序依次取出地址的內(nèi)容，即可實現(xiàn)正、反向通電的順序。 國產(chǎn) TTL脈沖分配器有： 三相（ YBO13）、四相（ YBO14）、五相（ YBO15）和六相（ YBO16），均為 18個管腳的直插式封裝。 環(huán)形分配器有硬件環(huán)形分配器、軟件環(huán)形分配器。 當設(shè)置成“ OFF”時，為“脈沖和方向”控制方式； 當驅(qū)動器正常工作時繼電器閉合，外部24VDC通過繼電器輸入到 CNC輸入端，否則外部 24VDC無法輸入到 CNC輸入端。 PULSE： 脈沖信號輸入端，每一個脈沖的 上升沿 使電機轉(zhuǎn)動一步。 消除振蕩是通過增加阻尼的方法來實現(xiàn)的，主要有機械阻尼法和電子阻尼法兩大類。 ? 當步進電機工作在高頻區(qū)時 ，由于換相周期短，轉(zhuǎn)子來不及反沖。當轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)過平衡點后，電磁力又產(chǎn)生正轉(zhuǎn)矩，迫使轉(zhuǎn)子又正向轉(zhuǎn)動，形成轉(zhuǎn)子圍繞平衡點的振蕩。 失步 包括 丟步 和 越步 。啟動時轉(zhuǎn)子的角加速度大，它的負擔要比連續(xù)運轉(zhuǎn)時重。 怎樣提高矩頻特性？ 步進電動機的工作頻率一般包括 啟動頻率 、 制動頻率 和 連續(xù)運行頻率 。 當電脈沖頻率低時，電流可以達到穩(wěn)定值，如圖 36a所示。 用相量 TA和 TB分別表示 A相和 B相單獨通電時的最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩 ， 兩相通電時的最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩 TAB為： 式中 ， Tmax=TA=TB ? 從上式可知，對于 三相 步進電動機， TAB=TA=TB， 即兩相通電時的最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩值與單相通電時的最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩值相等。 在穩(wěn)定狀態(tài)下，如果在轉(zhuǎn)子軸上加一負載轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個角度θ ，并能穩(wěn)定下來，這時轉(zhuǎn)子受到的電磁轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩相等，該電磁轉(zhuǎn)矩即為 靜轉(zhuǎn)矩 ，而 角度 θ 即為失調(diào)角（或： 電機定子齒與轉(zhuǎn)子齒中心線之間的夾角叫做失調(diào)角 ） 。 / θb（步 /轉(zhuǎn)） ? 當步進電機拖動的機械作直線運動時，用絲杠作運動轉(zhuǎn)換器，步進電機的步距角可按以下公式計算： ttib ????? 360/360 δ — 直線增量運動當量（ mm/每步） t— 絲杠螺距（ mm/周） 可知， 360176。 z360KmKmb???? 齒距拍數(shù)齒距? 反應(yīng)式步進電動機具有控制方便、步距小、價格低廉的優(yōu)點；具有帶負載能力差、高速時易失步、斷電后無定位轉(zhuǎn)矩的缺點。 ???? ?? 34031 360b????? ?? 360b?? 若步進電動機通電的脈沖頻率為 ?(脈沖數(shù) /秒 )，步距角用弧度表示，則 步進電動機的轉(zhuǎn)速 ： ? 由上式可知， 步進電動機在一定脈沖頻率下，電動機的相數(shù)和轉(zhuǎn)子齒數(shù)越多，轉(zhuǎn)速就越低。 ? 多段反應(yīng)式步進電機是沿軸向分成磁