１．了解步進電動機的作用和用途。２．熟悉步進電動機的結構和工作原理。３．了解步進電動機的特性參數和驅動電路。４．學會步進電動機的使用方法。學習目標

步進電動機的應用任務引入步進電動機是一種由電脈沖控制的特殊同步電動機，其作用是將電脈沖信號變換為相應的角位移或線位移。因此，步進電動機又稱為脈沖電動機。步進電動機可以實現信號變換，是自動控制系統和數字控制系統中廣泛應用的執行元件。本任務通過完成步進電動機的運行與基本特性的測定，來了解步進電動機的工作原理，熟悉步進電動機的性能參數，掌握步進電動機的使用方法。步進電動機相關知識一、步進電動機的分類按勵磁方式分類，可將步進電動機分為永磁式、混合式和反應式三類。步進電動機還可按定子、轉子結構分成單段式和多段式；按控制繞組的相數分為兩相、三相、四相、五相或更多相數；按輸出轉矩大小，步進電動機又可分為伺服式步進電動機和功率步進電動機。二、反應式步進電動機的工作原理反應式步進電動機又稱為磁阻式步進電動機，它的定子、轉子磁路均由軟磁材料制成，只有定子上有繞組并稱為控制繞組，它是利用轉子上不同路徑的磁阻不同而產生磁阻轉矩（反應轉矩）使轉子轉動的。反應式步進電動機的工作原理ａ）Ａ相通電ｂ）Ｂ相通電ｃ）Ｃ相通電三相控制繞組的電路三、步進電動機的工作方式１．三相單三拍工作方式A→C→B→A稱為三相單三拍。三相單三拍工作時的相電壓和電流波形２．三相單雙六拍工作方式A→AB→B→BC→C→CA→A…，或為A→AC→C→CB→B→BA→A…。稱為三相單雙六拍。單雙六拍工作情況ａ）Ａ相通電ｂ）Ａ、Ｂ相通電ｃ）Ｂ相通電單雙六拍工作方式時的相電壓和電流波形３．三相雙三拍工作方式AB→BC→CA→AB…或AC→CB→BA→AC…。步進電動機的拍數和齒數越多，步距角θs

越小，精度越高，在脈沖頻率一定時，轉速也越低。但供電電源和電動機結構也越復雜，成本越高，所以一般最多為六相。雙三拍工作方式時的相電壓和電流波形四、小步距角步進電動機它的定子上有6個極，上面裝有繞組并接成A、B、C三相。轉子上均勻分布著40個齒，定子每個磁極上也各有5個齒，定子、轉子的齒寬和齒距都相同。當A相繞組通電時，電動機中產生沿A極軸線方向的磁場，因磁通要按磁阻最小的路徑閉合，使轉子受到反應轉矩的作用而轉動，直到轉子齒和定子A極上的齒對齊為止。小步距角步進電動機小步距角步進電動機定子、轉子展開圖五、永磁式步進電動機永磁式步進電動機的結構永磁式步進電動機的特點如下：1.大步距角，如15°、22.5°、30°、45°、90°等。2.啟動頻率較低，通常為幾十赫茲到幾百赫茲（但轉速不一定低）。3.控制功率小。4.在斷電情況下有定位轉矩。六、感應子式步進電動機混合型兩相步進電動機的結構由于定子同一個極的兩端極性相同，轉子兩端極性相反，且錯開半個齒距，所以當轉子偏離平衡位置時，兩端作用轉矩的方向是一致的。當定子各相繞組按順序通以直流脈沖時，轉子每次將轉過一個步距角。七、步進電動機的特性和參數１．步距角２．靜態步距角誤差３．啟動頻率（突跳頻率）４．動態輸出轉矩—頻率特性５．步進電動機的工作頻率６．電氣參數（１）額定電流（２）額定電壓八、步進電動機的控制系統步進電動機控制系統框圖任務實施一、任務準備二、熟悉步進電動機控制箱面板中的控制鍵盤三、步進電動機控制系統的試運行四、步進電動機的單步運行五、步進電動機的連續運行六、空載突跳頻率的測定七、空載最高連續工作頻率的測