步进马达的激磁方式

时间：2023-03-08作者：佚名

步进马达依定子线圈的相数不同可分成二相、四相及五相式，小型步进马达以二相式较为普遍。
单极性型(unipolar) ：定子磁极极性为同一方向，如可变磁阻式步进马达，磁极线圈只有一组，所加的激磁电流为固定方向，因此单极性步进马达所需的电源较简单。单极性驱动电路使用四只晶体管来驱动步进电机的两组相位，电机结构则如图1所示包含两组带有中间抽头的线圈，整个电机共有六条线与外界连接-图1。这类电机有时又称为四相电机，但这种称呼容易令人区分不了又不正确，因为它其实只有两个相位，精确的说法应是双相位六线式步进电机。六线式步进电机虽又称为单极性步进电机，实际上却能同时使用单极性或双极性驱动电路。

图1 单极性二相步进电机驱动电路
双极性型(bipolar) ：定子磁极极性为两个方向，如永久磁铁式步进马达，其转子的极性和定子磁极极性有交互变化的需要。单一激磁线圈时其激磁方向为正负交替变化，两组磁极线圈时，一组正向激磁，另一组负向激磁，两组交替变化，使定子磁极极性变化。以双极方式运用，其电源较为复杂。双极性步进电机的驱动电路则如图2所示，它会使用八只晶体管来驱动两组相位。双极性驱动电路可以同时驱动四线式或六线式步进电机，虽然四线式电机只能使用双极性驱动电路，它却能大幅降低量产型应用的成本。双极性步进电机驱动电路的晶体管数目是单极性驱动电路的两倍，其中四颗下端晶体管通常是由微控制器直接驱动，上端晶体管则需要成本较高的上端驱动电路。双极性驱动电路的晶体管只需承受电机电压，所以它不像单极性驱动电路一样需要箝位电路。

图2 双极性步进电机驱动电路
二相步进马达的激磁方式有下列两种:
(1).全步激磁
全步激磁方式又可分为1 相激磁与2相激磁两种方式，说明如下:
1相激磁
每次只激磁一相线圈，每输入一个脉波，便产生一步级的转，如图3所示，由图中可知，当激磁依A→B→A→B→A……相顺序，则马达顺时针方向旋转;若依B→A→B→A→B……相顺序激磁，则马达依逆时针方向旋转。此种激磁方式之优点为线圈消耗功率小，角精确度良好，但其转距小，加上阻尼特性不良，易失步。

图3

2相激磁
每输入一个脉波，将有二相线圈激磁，如图4所示，由图中可知，若依AB→BA→AB→BA→AB……相顺序激磁，则马达顺时针方向旋转:若依BA→AB→BA→AB→BA……相顺序激磁，则马达转向为逆时针方向。此种激磁方式由于同时有两组线圈激磁，输出转距较大，加上阻尼效果良好，故能追踪较高的脉波率，但其缺点为耗电较大，容易发热。

图4
（2）半步激磁
此种激磁方式又称1-2相激磁，激磁一相线圈和二相线圈交互进行，每加入一数字脉波所转动之角度为原步进角的一半，因此分辨率可提高一倍，且运转时相当平滑，故与2相激磁方式同受广泛使用。图5为二相步进马达采用1-2相激磁方式之时序图，由图中可知，若依照A→AB→B→BA→A→AB→B→BA→A→AB……相的顺序激磁，则步进马达将以顺时针方向旋转；但如果依照BA→A→AB→B→BA→A→AB→B→BA……相顺序激磁，则马达逆时针方向旋转