步進電動機

　　將電脈衝激勵信號轉換成相應的角位移或線位移的離散值控制電動機。這種電動機每當輸入一個電脈衝就動一步，所以又稱脈衝電動機。步進電動機的轉子由軟磁材料或永磁材料製成多極的形式，定子上裝有多相不同連接的控制繞組。它的激勵信號有直流脈衝、方波、多相方波和邏輯序列多種。步進電動機的步距和速度不受電壓波動、環境溫度和負載變化的影響，而僅與脈衝頻率有關。改變脈衝頻率就能在很大範圍內準確調節電動機的速度。因此步進電動機用於開環數位控制，可大大簡化控制系統。步進電動機配以位位置檢測元件時也可用於閉環數字控制，常用於打印機、帶讀出器、計數器、繪圖機、數控機床、閥門執行機構、定位平臺和數模轉換器等。步進電動機種類繁多，按運動形式分為旋轉式步進電動機和直線式步進電動機。

　　旋轉式步進電動機　有反應式、永磁式和永磁感應式三種。①反應式步進電動機：結構簡單，步距角較小，起動和運行頻率高，但消耗功率較大，斷電後無定位力矩。②永磁式步進電動機：消耗功率小、斷電時有定位力矩，但步距角較大、起動和運行時頻率較低並需要正負電源供電。③永磁感應式電動機：兼有前兩種電動機的優點，結構簡單，但需要正負電源供電。現代應用最多的是反應式電動機。圖1所示為步距角為3°的一種實用三相反應式步進電動機的結構。在使用時每次使一相通電或同時使二相通電，分別稱為三相單三拍運行、三相雙三拍運行。後者較前者運行平穩可靠，其通電順序為AB、BC、CA、AB。還可按A、AB、B、BC、C、CA、A順序通電，稱為三相六拍運行，此時步距角減少一半。

　　直線式步進電動機　有反應式和索耶式兩類。索耶式直線步進電動機（圖2）由靜止部分（稱為反應板）和移動部分(稱動子)組成。反應板由軟磁材料制成，在它上面均勻地開有齒和槽。電機的動子由永久磁鐵和兩個帶線圈的磁極A和B組成。動子是由氣墊支承,以消除在移動時的機械摩擦,使電機運行平穩並提高定位精度。這種電機的最高移動速度可達1.5米／秒，加速度可達2g,定位精度可達20多微米。由兩臺索耶式直線步進電動機相互垂直組裝就構成平面電動機。給x方向和y方向兩臺電機(圖3)以不同組合的控制電流，就可以使電機在平面內做任意幾何軌跡的運動。大型自動繪圖機就是把計算機和平面電動機組合在一起的新型設備。平面電動機也可用於激光剪裁系統，其控制精度和分辨力可達幾十微米。