步进电机结构简介

按照励磁方式分类，步进电机可分为反应式、永磁式和感应子式。其中反应

式步进电机用的比较普遍，结构也较简单。本课题采用的也是此类电机。
反应式步进电机又称为磁阻式步进电机，其典型结构如图 1 所示。这是一台
三相电机，定子铁心由硅钢片叠成，定子上有 6 个磁极，每个磁极上又各有 5
个均匀分布的矩形小齿。三相电机共有三套定子控制绕组，绕在径向相对的两
个磁极上的一套绕组为一相。转子也是由叠片铁心构成，转子上没有绕组，而
是由 40 个矩形小齿均匀分布在圆周上，
相邻两齿之间的夹角为 9 度。
下面简述其工作原理。当某相绕组通
电时，对应的磁极就会产生磁场，并与
转子形成磁路。若此时定子的小齿与转
子的小齿没有对齐，则在磁场的作用下，
转子转动一定的角度使转子齿与定子齿
对应。由此可见，错齿是促使步进电机
旋转的根本原因。例如，在单三拍运行
方式中，当 A 相控制绕组通电，而 B、C
相都不通电时，由于磁通具有力图走磁
阻最小路径的特点，所以转子齿与 A 相

定子齿对齐。若以

此作为初

始状态，设与 A 相磁极中心磁极的
图 1

步进电机剖面结构

转子齿为 0 号齿，由于 B 相磁极与 A 相磁极相

差 120 度,且 120 度/9 度＝13.333 不为整数，所以，此时 13 号转子齿不能
与 B 相定子齿对齐，只是靠近 B 相磁极的中心线，与中心线相差 3 度。如果此
时突然变为 B 相通电，而 A、C 相都不通电，则 B 相磁极迫使 13 号小齿与之
对齐，整个转子就转动 3 度。此时称电机走了一步。
同理，我们按照 A B C A

→ → → 顺序通电一周，则转子转动 9 度。转速取决于

各控制绕组通电和断电的频率（即输入脉冲频率），旋转方向取决于控制绕
组轮流通电的顺序。如上述绕组通电顺序改为 A C B A······

→ → →

则电机转向相

反。
这种按 A B C A······

→ → →

“

”

方式运行的称为三相单三拍，三相是指步进电

“ ”

“

”

机具有三相定子绕组，单是指每次只有一相绕组通电，三拍是指三次换
接为一个循环。
此外，三相步进电机还可以以三相双三拍和三相六拍方式运行。三相双三拍
就是按 AB BC CA AB······

→

方式供电。与单三拍运行时一样，每一循环也是

换接 3 次，共有 3 种通电状态，不同的是每次换接都同时有两相绕组通电。三
相六拍的供电方式是 A AB B BC C CA A······

→

→ →

→

每一循环换接六次，共

有六种通电状态，有时只有一相绕组通电，有时有两相绕组通电。

磁阻式步进电机的步距角可由下边公式求得

McCZ



360