步进电机是一种开环控制元件，可将电脉冲信号转换为角位移或线性位移。在没有过载的情况下，电动机的速度和停止位置取决于频率和次数。脉冲信号的脉冲。它不受负载变化的影响。即，当将脉冲信号施加到电动机时，电动机旋转步进角。这种线性关系的存在与步进电动机的特性有关，因此仅存在周期性误差，而没有累积误差。因此，使用步进电机控制速度，位置和其他控制域非常简单。

本文的编辑者以三相和四相无功步进电机为例，详细解释了其工作原理，主要介绍了无功步进电机的结构和工作原理。

反应式步进电机简介

无功步进电动机是传统的步进电动机，其中磁转子铁芯与定子产生的脉冲电磁场相互作用以产生旋转。

电抗式步进电动机的工作原理相对简单。转子中均匀分布着许多小齿。定子齿上有三个励磁绕组电阻，其几何轴与转子齿轴依次错开。电机的位置和速度是传导次数（脉冲数）和频率之间的一一对应关系。方向由导电顺序决定。通常，市场上有2相，3相，4相和5相电抗步进电机。

反应式步进电机的结构

无功步进电动机具有几种结构形状，根据定子铁芯和转子铁芯的数量分为1级和多级。

1. 1级步进电机

单级步进电动机具有定子和带有铁芯部分的转子。之所以称为径向分割，是因为各相的绕组在周向上均匀地配置。这是步进电机中最常用的结构。图4-4显示了相位响应步进电机的径向横截面。定子和转子铁芯由硅钢板层压而成，定子极是凸极，极面带有小齿。定子具有三组控制绕组，每组具有两个串联连接的中央控制绕组，每个绕组缠绕在两个相反的磁极上。每组绕组都称为一个相，三相绕组以星形连接，因此定子极数通常是相数的两倍，即2p=2m（p是极对数m （相数）倍。在前一种情况下，甚至在圆周上也没有绕组。对于均匀的小齿，小齿的螺距应等于定子极小齿的螺距。转子的齿数有一定的限制。这种结构的优点是易于制造，易于确保精度，并且可以减小阶梯角。获得更高的启动和运行频率很容易。缺点是，当电动机的直径较小且相数较多时，难以在径向上分离相，功耗大，并且在关闭电源时没有定位扭矩。

2.多级步进电机

多级步进电动机是定子，转子铁心根据沿电动机轴的相数分为m个部分。由于各相的绕组沿轴向分布，因此也称为轴分割型。根据磁路的结构特性，有两种类型，一种是主磁路仍然是径向的，另一种是主磁路包含轴向部分。

反应式步进电动机的特点

1.更高的转动惯量比

2.更高的步进频率和更快的频率响应

3.断电时可自由旋转，结构简单，使用寿命长。

反应式步进电机的工作原理

1.三相无功步进电动机的工作原理

旋转：

当向A相供电并且不向B相和C相供电时，由于磁场的作用，齿1与A对齐（即使未向转子施加力也是如此）。当B相通电时，如果A相和C相未通电，则齿2应与B对齐。此时，转子向右移动1/3，No.3和C的偏移为1/3，齿4和A的偏移（て-1/3て）=2/3て。如果C相通电而A相和B相均未通电，则齿3应与C对齐。此时，转子向右移动1/3，第4号和A的偏移为1/3。种类。如果给相A通电而未给相B和C通电，则齿4与A对齐，并且在分别给齿A，B，C和A供电后，转子4向右移动1/3（即，齿1在齿的前面）当移至A相时，电动机转子会沿螺距向右旋转。按住A，B，C，A .将使电动机向右旋转。每步（每个脉冲）1/3て。按A，C，B，A .接通电源，电动机将反转。

可以看出，电动机的位置和速度与导通数（脉冲数）和频率一对一对应。方向由导电顺序决定。但是，它考虑了扭矩，稳定性，噪音和角度减小。通常使用A-AB-B-BC-C-CA-A的电导率状态，因此每个步骤的原始1/3更改为1/6。即使通过两相电流的不同组合，1/3也会变成1/12、1/24，这成为电动机分压驱动的基本理论基础。

不难提出：电动机定子中有一个m相励磁绕组，其轴为1/m，2/m .（m-1）/m，1和从转子齿轴以一定的相位顺序旋转，通过电导通，可以在正向和反向方向上控制电动机。 ——这是旋转的物理状态。只要满足此条件，理论上就可以制造任何阶段的步进电动机，并且由于成本和其他考虑因素，市场上通常会有2、3、4、5个或更多奖项。

力矩：电动机通电时，在定子和转子之间会产生磁场（磁通量Ф）。 dθ）S和磁通量Ф=Br * S Br是磁密度，S是磁区，F与L * D * Br成正比，L是铁芯的有效长度，D是转子直径，Br=N·I/RN·I是励磁绕组中的安培绕组数（电流乘以绕组数）R是磁阻。扭矩=力*半径扭矩与电动机的有效体积成比例。 *安培旋转*磁密度（仅考虑线性状态）因此，电动机的有效体积越大，励磁安培数旋转的次数越多。定子和转子之间的气隙越大，电动机转矩越大，反之亦然。

2.四相无功步进电机的工作原理

步进电动机是由单极直流电源驱动的四相步进电动机。只要步进电动机的相绕组以适当的时间顺序供电，步进电动机就可以逐步旋转。图1是四相电抗步进电动机的工作原理示意图。

最初，开关SB连接到电源，SA，SC，SD分开，B相极与转子的0和3齿对齐，而同时1和4齿与转子的0和3齿对齐。转子是C相和D相绕组，它是通过激励产生的。假齿，齿2和5以及D相绕组和A相绕组的极都具有假齿。当开关SC接通，SB，SA，SD断开时，转子会由于C相绕组的磁力线以及第1齿和第4齿之间的磁力线而旋转。齿1和4的极与C相绕组对齐。 0和3和A相和B相绕组具有假正，而第二相，第五相和A相和D相绕组具有假负。类似地，A，B，C和D四相绕组交替供电，并且转子沿A，B，C和D方向旋转。

根据通电顺序，四相步进电动机可以分为三种工作模式：单4位，双4位和8位。单四联和双四联的步距角相同，但单四联的旋转扭矩小。 8英尺工作模式的步距角是单4拍和双4拍的一半，因此8拍工作模式可以保持较高的旋转扭矩并提高控制精度。

图2.a，b和c分别显示了1晚4晚，2晚4晚和8晚操作模式的开机顺序和波形。