AT89C51单片机里程计步进电机驱动电路设计(3)
（一）反应式步进电机原理
我们以三相反应式步进电机为例说明其工作性质。
1、构造：
齿轮平均分布在电机转子中，励磁绕阻数量为3个的齿轮叫定子齿轮，定子齿轮与转子的齿轮轴线互相交错。0、1/3て、2/3て,（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示），即A与齿轮1相平行，B与齿轮2相差1/3て，C与齿轮3向相差2/3て，A'与齿轮5互相平齐，（A'即A，齿轮5即齿轮1）下面是定转子的剖面图：
图2-1 反应式步进电机定转子剖面图
2、转动方向：
我们对A通入电流信号，对B、C两相不给电流信号，在磁场的帮助下，A相和齿轮1平齐，（转子不受任何力以下均同）。
我们继续对A和C通入电流，不给B通入电流，则2位置与B相平行，这时转子转动1/3て，方向为右。同时齿轮3与位置C相差量为1/3て，A位置和齿轮4相差量是2/3て。我们接着对C相通入信号，A，B则放弃给予信号，齿轮3会和C位置平行，转子继续右转相同角度，同时齿轮4和A位置偏移为1/3て对齐。以后的通电顺序以此类推。
因此以A、B、C、A为顺序进行通电，4号位置转到A，电机转子向右转过一个齿距，假设连续地按下A，B，C，A……通电，电机毎次转1/3て,方向为右。同理按A，C，B，A……通电，电机方向为左。
综上所述：电机的速度与位置宇通电脉冲和频率成正比。电机的转动方向由励磁相序确定。
然而，运行可靠性、噪声范围和方向偏移等都成为决定电机运行的因素。实际中以A-AB-B-BC－C-CA-A为方向进行通电居多，即可将1/3て/步改变成1/6て步。当然也可以使用其他通电方式，使其移动角度改变为1/12て/步，1/24て/步，以上即为使用外力驱动步进电机工作的方法。
步进电动机转动的条件是：按照一定顺序对其励磁绕阻进行通电即可实现其转动，通电的相序不同，其转动的方向也会不一样。因此在理论上我们可以制造出任何相序的步进电动机，但是由于制造工艺、制造价格等多方面因素限制，市场上一般售卖的步进电动机相序以二至五相的居多。
3、力矩：
电机得电以后，在定子和转子内部会形成磁场（磁通量Ф）,力F即为转定子之间交错出的角度产生。
因此磁通量Ф=Br•S
磁场间密度为Br，导电励磁的面积为S
L、DB、F三者的乘积和r成正比
铁芯有效长度是L，转子直径是D
Br=N•I / R
励磁绕阻安匝数是N•I，磁场线圈的电阻为R
力矩=力*半径
力矩与电机有效体积•安匝数•磁场密度的乘积成正比
所以，电机的有效体积越小，励磁安匝数越小，定子和转子间的空间越大，电机力矩越小，反之同理。
（二）感应子式步进电机
感应子式步进电机较传统的反应式步进电机，其构造上进行了一定改良。为了提供软磁面的受力点，其转子上用永磁体加载，且定子的激磁单单提供交变的磁场即可，所以此类电机以工作迅速，耗电低，发热量少著称。由于永磁体加载其中，其有较强的反电动势，因此其自身阻尼作用良好。同时，在旋转过程中的平稳、噪音少、低频振动弱等优良性质也是这类电机的一大特点。
慢速同步电动机也是感应子式步进电机的别称。原因是：相序为四的电机以四相运行可以，同时以二相运行也能达到效果。（需要使用的驱动为双极电压）。打个比方：以相序四，节拍为八来运转（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A）也能够使用两相八拍的运转模式。很容易总结出这样运转的条件是C= ,D= 。一个二相电机的内部绕组和四相的全部一样，在实际使用中，相序为二相的基本为功率较小的电机，而功率大一点的电机，为了充分应用其灵活的动态特性，通常用八根接线对其进行连接通电，这样应用的好处是：电机不但能以四相应用，也能二相应用，大大提高了其利用率。
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