圖1 三相反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖
1——定子 2——轉(zhuǎn)子 3——定子繞組
圖1是最常見的三相反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)的剖面示意圖。電機(jī)的定子上有六個均布的磁極,其夾角是60o。各磁極上套有線圈,按圖1連成a、b、c三相繞組。轉(zhuǎn)子上均布40個小齒。所以每個齒的齒距為θe=360o/40=9o,而定子每個磁極的極弧上也有5個小齒,且定子和轉(zhuǎn)子的齒距和齒寬均相同。由于定子和轉(zhuǎn)子的小齒數(shù)目分別是30和40,其比值是一分?jǐn)?shù),這就產(chǎn)生了所謂的齒錯位的情況。若以a相磁極小齒和轉(zhuǎn)子的小齒對齊,如圖1,那么b相和c相磁極的齒就會分別和轉(zhuǎn)子齒相錯三分之一的齒距,即3o。因此,b、c極下的磁阻比a磁極下的磁阻大。若給b相通電,b相繞組產(chǎn)生定子磁場,其磁力線穿越b相磁極,并力圖按磁阻最小的路徑閉合,這就使轉(zhuǎn)子受到反應(yīng)轉(zhuǎn)矩(磁阻轉(zhuǎn)矩)的作用而轉(zhuǎn)動,直到b磁極上的齒與轉(zhuǎn)子齒對齊,恰好轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過3o;此時a、c磁極下的齒又分別與轉(zhuǎn)子齒錯開三分之一齒距。接著停止對b相繞組通電,而改為c相繞組通電,同理受反應(yīng)轉(zhuǎn)矩的作用,轉(zhuǎn)子按順時針方向再轉(zhuǎn)過3o。依次類推,當(dāng)三相繞組按a→b→c→a順序循環(huán)通電時,轉(zhuǎn)子會按順時針方向,以每個通電脈沖轉(zhuǎn)動3o的規(guī)律步進(jìn)式轉(zhuǎn)動起來。若改變通電順序,按a→c→b→a順序循環(huán)通電,則轉(zhuǎn)子就按逆時針方向以每個通電脈沖轉(zhuǎn)動3o的規(guī)律轉(zhuǎn)動。因?yàn)槊恳凰查g只有一相繞組通電,并且按三種通電狀態(tài)循環(huán)通電,故稱為單三拍運(yùn)行方式。單三拍運(yùn)行時的步矩角θb為30o。三相步進(jìn)電動機(jī)還有兩種通電方式,它們分別是雙三拍運(yùn)行,即按ab→bc→ca→ab順序循環(huán)通電的方式,以及單、雙六拍運(yùn)行,即按a→ab→b→bc→c→ca→a順序循環(huán)通電的方式。六拍運(yùn)行時的步矩角將減小一半。反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)的步距角可按下式計(jì)算:
θb=360o/ner
式中 er——轉(zhuǎn)子齒數(shù);
n——運(yùn)行拍數(shù),n=km,m為步進(jìn)電動機(jī)的繞組相數(shù),k=1或2。