结构示意图。这种电机定子上有八个凸齿,每一个齿上有一个线圈。线圈绕组的衔接方法,是对称齿上的两个线圈进行反相衔接,如图中所示。八个齿构成四对,所以称为四相步进电机。
它的作业进程是这样的:当有一相绕组被鼓励时,磁通从正相齿,通过软铁芯的转子,并以最短的途径流向负相齿,而其他六个凸齿并无磁通。为使磁通途径最短,在磁场力的效果下,转子被逼迫移动,使最近的一对齿与被鼓励的一相对准。在图1(a)中A相是被鼓励,转子上大箭头所指向的那个齿,与正向的A齿对准。从这一个方位再对B相进行鼓励,如图1中的(b),转子向反时针转过15。若是D相被鼓励,如图1中的(c),则转子为顺时针转过15。下一步是C相被鼓励。由于C相有两种可能性:ABCD或ADCB。一种为反时针滚动;另一种为顺时针滚动。但每步都使转子滚动15。电机步长(步距角)是步进电机的首要性能指标之一,不同的使用场合,对步长巨细的要求不同。改动操控绕组数(相数)或极数(转子齿数),能改动步长的巨细。它们之间的相互关系,可由下式核算:
式中:L为步长;P为相数;N为转子齿数。在图1中,步长为15,表明电机转一圈需求24步。
在实践使用中,最盛行的仍是混和型的步进电机。但作业原理与图1所示的可变磁阻型同步电机相同。但结构上稍有不同。例如它的转子嵌有永磁铁。鼓励磁通平行于X轴。一般来说,这类电机具有四相绕组,有八个独立的引线a所示。或许接成两个三端方法,如图2b所示。每相用双极性晶体管驱动,而且衔接的极性要正确。
图3所示的电路为四相混和型步进电机晶体管驱动电路的根本方法。它的驱动电压是固定的。表1列出了悉数步进开关的逻辑时序。
值得注意的是,电机步进为1234的次序。在同一时间,有两相被鼓励。可是1相和2相,3相和4相必定不可以一起鼓励。
四相混和型步进电机,有一特色很有用途。它可以用半步方法驱动。就是说,在某一时间,步进角仅行进一半。用单个混合或用双向开关就可以完成,这种逻辑时序由表2列出。
四相混和型步进电机,也能作业于比标称电压高的状况。这可以用串联电阻进行降压。由于1相和2相,3相和4相是不会一起作业的,所以每对仅一个降压电阻,串接在图3中的X和Y点之间。因而标称电压为6V的步进电机,就可以作业在12V的电源下。这时需串一个6W、6的电阻。