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泉州-晋江中央空调维修技术知识1~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~反应式步进电动机的结构和工作原理

结构特点

    1.工作原理
    反应式步进电动机是利用凸极转子交轴省直轴磁阻不相等产生反应转矩而转动的。图
4—2为一台四相八极反应式步进电动机示意图，定子铁心无小齿，相对两极的绕组串联成一
相，转于只有六个齿．齿宽等于定子极靴的宽度。下面用四相轮流通电为例分析其作用
原理。
    当A相控制绕组通电，而B、c与D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1和4的轴线与定于A极轴线对齐。同理，当断开A相接通c相时，
使转子齿3和6的轴线与c极轴线对齐，转子便按逆时针方向转过15。，如图4—2b所示。同
样再断开c相接通B相时，则转子又转道15。，如图4—2c所示。再断开B相接通D相，转
子又转过15。，步进电动机每走一步，就转动—个角度，并走纸一格。若使步进电动机按顺
时针方向连续运转，各相绕组的加电顺序为AiDiBiciAi…。
    2．运行方式
    如此，电源每切换一次，步进电动机转子便旋转15’。这种电源的通电方式每变换一
次，称为一拍，匆—‘拍转于所转过的角度，称为步距角9”如—亡所述，电源每切换四次后
开始重复，一个循环为四拍，每次只接通一相绕组的四相供电方式称为四相单四拍。如果每
次同时接通两相绕组，如AciCB—BDiDAiAc，也是四拍一个循环，则称为四相双四
拍，如图4—3所示。当A、c相同时接通时，转子的位置应兼顾到使A、c两对磁极所形成
    的两路磁通在气隙中所遇到的磁阻同样程度达到最小，这时相邻的两个A、c磁极与转子齿
相作用的磁拉力大小相等且方向相反，
使转于处于平衡。若A相断电，B、c
两相通电，转子逆时针转动15。，以此
类推。由于两相同时通电对步进电动机
远行的稳定性是非常有利的，所以在实
际使用中经常采用这种运行方式。
    除了以上两种运行方式外，四相步
进电动机还可以四相八拍运行，它的供
电方式是AiAC‘C—CB，B*BD—D。
DAiAi—。这时，每一循环换接八
次，总共有八种通电状态。这八种状态
中有时一相绕组通电，有时两相绕组通
电。开始时先单独接通A相，这时均单
四拍相同，转子组1和4的袖线与定
子A极轴线对齐，如图4—2a所示。当
A相和c相同时接通时，勺双闪拍相
同，转子只能校逆时针方向转75。，
如图4。3a所示。这时转子齿既不与A
极轴线重台，又不与c极轴线重合，
但A极与c极产生的磁拉力却是平衡
的。当A相断电位c相单独接通时，
友磁拉力的作用下转子继续按逆时针方向转动，直到转子齿3和6的轴线与定子c极轴
线对齐为止，如图4—2b所示，这时转于又转过7．5。。以此类推，若下面继续按照cB。B
iBDiD—DAiA…的顺序使绕组换接，那么步进电动机就不断地按逆时针方向旋转。
当接通顺序改为AiADiDiDBiBiBCiC—CAiAi…时，步进电动机按顺时针方向
旋转。
    由—L述可见，四相八拍运行时转子每步转过的角度比四相四拍运行时要小“个，因此一
台步进电动机采用不同的供电方式，步距角bJ有两种不同数值，在上例中四拍运行时步距角
为15。，／＼拍时为7．5。c
    3．实用反应式步进电动机
    以上讨论的是一台简单的四相反应式步进电动机的工作原理。但足这种步进电动机每走
一步所转过的角度比较大，它常常满足不了生产实际提出的要求，所以大多采用如图4—l所
水的转子齿数较多、定了磁极上带有小齿的反应式结构，其步距角可以做得很小。下面进一
步说明这种步进电动机的丁作原理。
    设步进电动机为四相单四拍运行，即通电方式为A。ciBiDiA‘…。当图4—1中的
A相控制绕组通电时．产生了沿A极轴线方向的磁通，使转子卤轴线和定子磁极A上的齿
轴线对齐。冈为转子共柯50个齿，每个齿距角9t＝72。。定于一个极距所占的齿数为
50／(2x 4)＝6．25，不是整数，因此当A极下的定转子齿轴线对齐时，相邻两对磁极c极和
D极下的卤和转子齿必然错开1／4齿距角，即1．8。，这时各相磁极的定子齿与转于齿相对位
置如图4—4所示。如果断开A相而接通c相，这时磁通沿c极轴线方向，同样在反应转矩
的作用下v转子按顺时针方向转过180，使转子齿轴线和定子磁极c下的齿轴线对齐。这
时A极和B极下的齿勺转子齿父锗开180。以此类推．控制绕组按AiciBiDiAi…顺
序循环通电时，转子就技顺时针方向一步一步连续地转动起来，每换接一次绕组，转子就转
过1／4齿距角。显然，如果要使步进电动机反转，那么只要改变通电顺序，即按A—D。B‘
ciAi…顺序循环通电时，则转子便技逆时针方向一步一步地转起来，步距角同样为l／4齿
距角，即1．8“。
如果运行方式改为凹相八拍，其通电方式为AiAc、Ci cB—B，BDiDiDAi
A一…．当A相通电转到A、c两相同时通电
时，定、转于齿的相对位置变为图4—5那样
的位置，转于按顺时针方向只转过1／8齿距
角，即o．9。，A极和c极下的齿轴线与转子
齿轴线都还错开1／8齿距角．转子受到两个
极的作用，力矩大小相等*但方向相反，故仍
处于平衡。当c相一相通电时，转于齿轴线与
c极下齿轴线相重合，转子按顺时针方向又转过1／8齿距角。这样继续下去，每换接一次绕
组，转子都转过1／8齿距角。可见四相八拍运行时的步距角同样比四相四拍运行时小一半。
    当步进电动机运行方式为四相双四拍，即以AciCBiBD。DAiACi…方式通电时，
步距角与四相单四拍运行时一样为1／4齿距角，即180。