可变磁阻式步进电机结构

可变磁阻式步进电机结构这种电机，转子是用软磁材料做成，转子多齿，不同的齿形分布，可以产生不同的分辨率，线圈通电吸引转子，引发转动。这种结构的好处是，可以实现高速及高分辨率，而且没有制动扭矩，但是扭矩比永磁式小，不适用于小电机。因为没有永磁铁，所以可以在有外强磁场的环境中，使用这种电机。

混合型步进电机的运动原理转子带两个齿冠，齿冠在轴向被磁化，一个齿冠是北极，一个是南极。这种配置，使得混合型步进电机既有永磁式的优点，又有可变磁阻式的优点，特别是拥有高分辨率，高速，高扭矩。混合型步进电机，通常每圈有200步，也就是步距为360/200=1.8°，这种类型的电机受限于制造，目前Zui小只能做到Φ19mm。当然，好特性需要更复杂的结构和控制，所以价格也更贵。

定子电路的主要特征包括其相数和极对数以及导线配置。相数是独立线圈的数目，而极对数则表示每个相如何占据主要的齿对。Zui常用的是两相步进电机（如下图左为两相单极对定子，右为两相偶极对定子），不常用的是三相和五相电机。2相定子绕组（左），3相定子绕组（右）
左图是2相单级对数定子，右图是2相偶级对数定子，字母N和S表示当A+和A-通电时，定子产生的磁场。
步进电机驱动器根据外来的控制脉冲和方向信号，通过其内部的逻辑电路，控制步进电机的绕组以一定的时序正向或反向通电， 使得电机正向/反向旋转，或者锁定。
  以1.8度两相步进电机为例：当两相绕组都通电励磁时，电机输出轴将静止并锁定位置。在额定电流下使电机保持锁定的Zui大力矩为保持力矩。如果其中一相绕组的电流发生了变向，则电机将顺着一个既定方向旋转一步（1.8度）。同理，如果是另外一相绕组的电流发生了变向，则电机将顺着与前者相反的方向旋转一步（1.8度）。当通过线圈绕组的电流按顺序依次变向励磁时，则电 机会顺着既定的方向实现连续旋转步进，运行精度非常高。对于 1.8度两相步进电机旋转一周需200步。  两相步进电机有两种绕组形式：双极性和单极性。双极性电机每相上只有一个绕组线圈，电机连续旋转时电流要在同一线圈内依次变向励磁，驱动电路设计上需要八个电子开关进行顺序切换。单极性电机每相上有两个极性相反的绕组线圈，电机连续旋转时只要交替对同一相上的两个绕组线圈进行通电励磁。驱动电路设 计上只需要四个电子开关。在双极性驱动模式下，因为每相的绕组线圈为励磁，所以双极性驱动模式下电机的输出力矩比单极性驱动模式下提高了约 40%。

步进电机以一个固定的步距角转动，就像时钟内的秒针。这个角度称为基本步距角。基本步距角为1.8°两相步进电机

需高精度定位的系统如下所示。控制器发出的脉冲信号可以准确地控制步进电机的转动角度和速度。

       脉冲信号是一个电压反复在ON 和OFF 之间改变的电信号。
  每个ON/OFF周期被记为一个脉冲。单个脉冲信号指令使电机出力轴转动一步。
  对应电压ON和OFF情况下的信号电平被分别称为“H”和“L”。转动距离与脉冲数成比例关系步进电机的转动距离正比于施加到驱动器上的脉冲信号数（脉冲数）。步进电机转动（电机出力轴转动角度）和脉冲数的关系如下所示：

步进电机的转速与施加到驱动器上的脉冲信号频率成比例关系。电机的转速[r/min] 与脉冲频率[Hz] 的关系如下（整步模式）：
步进电机的满步，半步，及微步驱动步进电机有三种驱动模式，即满步，半步，还有微步驱动。