开环步进伺服系统工作原理

步进电机伺服系统是典型的开环控制系统，指令信号是单向流动的。开环系统没有位置和速度反馈回路，省去了检测装置，其精度主要由步进电机来决定，速度也受到步进电机性能的限制，系统简单可靠，不需要像闭环伺服系统那样进行复杂的设计计算与试验验证。
步进电动机开环伺服系统由于具有结构简单、使用维护方便、可靠性高、制造成本低等一系列优点，在中小型机床和速度、精度要求不十分高的场合，得到了广泛的应用。
1．步进电动机的种类和结构
步进电动机的分类方式很多，根据不同的分类方式，可将步进电动机分为多种类型，如表1所示。

步进电机在结构上分为定子和转子两部分，现以图2所示的反应式三相步进电机为例加以说明。定子上有六个磁极，每个磁极上绕有励磁绕组，每相对的两个磁极组成一相，分成A、B、C三相。在定子的每个磁极上开了5个小齿，齿宽相等，齿间夹角是9°。转子无绕组，它是由带齿的铁心做成的。有均匀分布的40个小齿，齿间夹角也是9°。此外，定子磁极上的小齿在空间位置上依次错开1/3齿距。

图2 步进电机结构原理图
2．步进电动机的工作原理
步进电机是按电磁吸引的原理工作，现以反应式步进电机为例说明其工作原理。反应式步进电机的定子上有磁极，每个磁极上有激磁绕组，转子无绕组，有周向均布的齿，依靠磁极对齿的吸合工作。如图3所示为三相步进电机，定子上有三对磁极，分成A、B、C三相。