西门子电源6ES7307-1KA02-0AA0

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磁式步进电机的步距角大，启动和运行频率低。但是它消耗的功率比反应式步进电机小，在断电情况下有定位转矩，有较强的内阻尼力矩。

星形磁极的加工工艺比较复杂，如采用的爪形磁极结构，将磁钢做成环形，则可简化加工工艺。这种爪极式永磁步进电机的磁钢为轴向充磁，磁钢两端的两个爪形磁极分别为s和n极性。由于两个爪形磁极是对插在一起的，从转子表面看，沿圆周方向各个极爪是n、s极性交错分布的，极爪的极对数与定子每相绕组的极对数相等。爪极式永磁步进电机的运行原理与星形磁钢结构的相同。

（1）永磁式步进电机的基本结构

永磁式步进电机也有多种结构，是一种典型结构。它的定子为凸极式，定子上有两相或多相绕组，转子为一对或几对极的星形磁钢，转子的极数应与定子每相的极数相同。图中定子为两相集中绕组（ao、bo），每相为两对极，因此转子也是两对极的永磁转子。

由以上分析可知，反应式步进电机的步距角θs的大小是由转子的齿数zr、控制绕组的相数m和通电方式所决定的。它们之间存在以下关系

式中，c为状态系数，当采用单三拍和双三拍通电方式运行时，c＝1；而采用单、双六拍通电方式运行时，c＝2。

如果以n表示步进电机运行的拍数，则转子经过n步，将经过一个齿距。每转一圈（即360°机械角），需要走nzr步，所以步距角又可以表示为

若步进电机通电的脉冲频率

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的单位是s-1；n的单位是r/min。

由此可知，反应式步进电机的转速与拍数n、转子齿数zr及脉冲的频率f有关。相数和转子齿数越多，步距角越小，转速也越低。在同样脉冲频率下，转速越低，其他性能也有所改善，但相数越多，电源越复杂。目前步进电机一般做到六相，个别的也有做成八相或更多相数。

同理，当转子齿数一定时，步进电机的转速与输入脉冲的频率成正比，改变脉冲的频率，可以改变步进电机的转速。，如在数控机床中应用就会影响到加工工件的精度。所示的结构是常见的一种小步距角的三相反应式步进电机。它的定子上有6个极，分别绕有a-a'、b-b'、c-c'三相控制绕组。转子上均匀分布40个齿。定子每个极上有5个齿。定、转子的齿宽和齿距都相同。当a相控制绕组通电时，转子受到反应转矩的作用，使转子齿的轴线和定子a、a'极下齿的轴线对齐。因为转子上共有40个齿，其每个齿的齿距角为，而定子磁极的极距为，定子每个极距所占的转子齿数为，不是整数。同理，定子一个极距所占的齿距数也不是整数，由于相邻磁极间的转子齿不是整数，因此，当定子a极面下的定、转子齿对齐时，定子b'极和c'极面下的齿就分别和转子齿依次有1/3齿距的错位，即3°。同样，当a相控制绕组断电，b相控制绕组通电时，这时步进电机中产生沿b极轴线方向的磁场，在反应转矩的作用下，转子按顺时针方向转过3°。使转子齿的轴线和定子b'极面下齿的轴线对齐，这时，定子a极和c极面下的齿又分别和转子齿依次错开1/3齿距。依此类推，若控制绕组持续按a西门子b西门子c西门子a顺序循环通电，转子就沿顺时