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1、反應(yīng)式步進電動機：也叫感應(yīng)式、磁滯式或磁阻式步進電動機。其定子和轉(zhuǎn)子均由軟磁材料制成,定子上均勻分布的大磁極上裝有多相勵磁繞組,定、轉(zhuǎn)子周邊均勻分布小齒和槽,通電后利用磁導的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。一般為三、四、五、六相；可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出（消耗功率較大,電流最高可達20A,驅(qū)動電壓較高）；步距角�。ㄗ钚】勺龅�10’）；斷電時無定位轉(zhuǎn)矩；電機內(nèi)阻尼較小,單步運行（指脈沖頻率很低時）震蕩時間較長；啟動和運行頻率較高。

2、永磁式步進電動機：通常電機轉(zhuǎn)子由永磁材料制成,軟磁材料制成的定子上有多相勵磁繞組,定、轉(zhuǎn)子周邊沒有小齒和槽,通電后利用永磁體與定子電流磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。一般為兩相或四相；輸出轉(zhuǎn)矩�。ㄏ�耗功率較小,電流一般小于2A,驅(qū)動電壓12V）；步距角大（例如7.5度、15度、22.5度等）；斷電時具有一定的保持轉(zhuǎn)矩；啟動和運行頻率較低。

3、混合式步進電動機：也叫永磁反應(yīng)式、永磁感應(yīng)式步進電動機,混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點。其定子和四相反應(yīng)式步進電動機沒有區(qū)別（但同一相的兩個磁極相對,且兩個磁極上繞組產(chǎn)生的N、S極性必須相同）,轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜（轉(zhuǎn)子內(nèi)部為圓柱形永磁鐵,兩端外套軟磁材料,周邊有小齒和槽）。一般為兩相或四相；須供給正負脈沖信號；輸出轉(zhuǎn)矩較永磁式大（消耗功率相對較�。�；步距角較永磁式�。ㄒ话銥�1.8度）；斷電時無定位轉(zhuǎn)矩；啟動和運行頻率較高；發(fā)展較快的一種步進電動機。

四相步進電機步進示意圖 開始時,開關(guān)SB接通電源,SA、SC、SD斷開,B相磁極和轉(zhuǎn)子0、3號齒對齊,同時,轉(zhuǎn)子的1、4號齒就和C、D相繞組磁極產(chǎn)生錯齒,2、5號齒就和D、A相繞組磁極產(chǎn)生錯齒。 當開關(guān)SC接通電源,SB、SA、SD斷開時,由于C相繞組的磁力線和1、4號齒之間磁力線的作用,使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,1、4號齒和C相繞組的磁極對齊。而0、3號齒和A、B相繞組產(chǎn)生錯齒,2、5號齒就和A、D相繞組磁極產(chǎn)生錯齒。依次類推,A、B、C、D四相繞組輪流供電,則轉(zhuǎn)子會沿著A、B、C、D方向轉(zhuǎn)動。

四相步進電機按照通電順序的不同,可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式。單四拍與雙四拍的步距角相等,但單四拍的轉(zhuǎn)動力矩小。八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的一半,因此,八拍工作方式既可以保持較高的轉(zhuǎn)動力矩又可以提高控制精度。

單四拍、雙四拍與八拍工作方式的電源通電時序與波形分別如圖2.a、b、c所示。

驅(qū)動器相當于開關(guān)的組合單元。通過上位機的脈沖信號有順序給電機相序通電使電機轉(zhuǎn)動。

環(huán)行分配器

根據(jù)輸入信號的要求產(chǎn)生電機在不同狀態(tài)下的開關(guān)波形信號處理

對環(huán)行分配器產(chǎn)生的開關(guān)信號波形進行PWM調(diào)制以及對相關(guān)的波形進行濾波整形處理3：推動級：對開關(guān)信號的電壓,電流進行放大提升主開關(guān)電路

用功率元器件直接控制電機的各相繞組

保護電路

當繞組電流過大時產(chǎn)生關(guān)斷信號對主回路進行關(guān)斷,以保護電機驅(qū)動器和電機繞組

傳感器

對電機的位置和角度進行實時監(jiān)控,傳回信號的產(chǎn)生裝置

電路如圖所示。在電機繞組回路中串有電阻Rs,使電機回路 雙電壓功率驅(qū)動接口

時間常數(shù)減小,高頻時電機能產(chǎn)生較大的電磁轉(zhuǎn)矩,還能緩解電機的低頻共振現(xiàn)象,但它引起附加的損耗。一般情況下,簡單單電壓驅(qū)動線路中,Rs是不可缺少的。Rs步進電機單步響應(yīng)的改善如圖3(b)。

2、雙電壓功率驅(qū)動

雙電壓驅(qū)動的功率接口如圖4所示。雙電壓驅(qū)動的基本思路是在較低（低頻段）用較低的電壓UL驅(qū)動,而在高速（高頻段）時用較高的電壓UH驅(qū)動。這種功率接口需要兩個控制信號,Uh為高壓有效控制信號,U為脈沖調(diào)寬驅(qū)動控制信號。圖中,功率管TH和二極管DL構(gòu)成電源轉(zhuǎn)換電路。當Uh低電平,TH關(guān)斷,DL正偏置,低電壓UL對繞組供電。反之Uh高電平,TH導通,DL反偏,高電壓UH對繞組供電。這種電路可使電機在高頻段也有較大出力,而靜止鎖定時功耗減小。

3、高低壓功率驅(qū)動

高低壓功率驅(qū)動接口如圖所示。高低壓驅(qū)動的設(shè)計思想是,不論電機 高低壓功率驅(qū)動接口

工作頻率如何,均利用高電壓UH供電來提高導通相繞組的電流前沿,而在前沿過后,用低電壓UL來維持繞組的電流。這一作用同樣改善了驅(qū)動器的高頻性能,而且不必再串聯(lián)電阻Rs,消除了附加損耗。高低壓驅(qū)動功率接口也有兩個輸入控制信號Uh和Ul,它們應(yīng)保持同步,且前沿在同一時刻跳變,如圖所示。圖中,高壓管VTH的導通時間tl不能太大,也不能太小,太大時,電機電流過載；太小時,動態(tài)性能改善不明顯。一般可取1~3ms。（當這個數(shù)值與電機的電氣時間常數(shù)相當時比較合適）。

4、斬波恒流功率驅(qū)動

恒流驅(qū)動的設(shè)計思想是,設(shè)法使導通相繞組的電流不論在鎖定、低頻、高頻工作時均保持固定數(shù)值。使電機具有 圖6 斬波恒流功率驅(qū)動接口

恒轉(zhuǎn)矩輸出特性。這是使用較多、效果較好的一種功率接口。圖6是斬波恒流功率接口原理圖。圖中R是一個用于電流采樣的小阻值電阻,稱為采樣電阻。當電流不大時,VT1和VT2同時受控于走步脈沖,當電流超過恒流給定的數(shù)值,VT2被封鎖,電源U被切除。由于電機繞組具有較大電感,此時靠二極管VD續(xù)流,維持繞組電流,電機靠消耗電感中的磁場能量產(chǎn)生出力。此時電流將按指數(shù)曲線衰減,同樣電流采樣值將減小。當電流小于恒流給定的數(shù)值,VT2導通,電源再次接通。如此反復(fù),電機繞組電流就穩(wěn)定在由給定電平所決定的數(shù)值上,形成小小的鋸齒波,如圖所示。

斬波恒流功率驅(qū)動接口也有兩個輸入控制信號,其中u1是數(shù)字脈沖,u2是模擬信號。這種功率接口的特點是：高頻響應(yīng)大大提高,接近恒轉(zhuǎn)矩輸出特性,共振現(xiàn)象消除,但線路較復(fù)雜。相應(yīng)的集成功率模塊可供采用。

5、升頻升壓功率驅(qū)動

為了進一步提高驅(qū)動系統(tǒng)的高頻響應(yīng),可采用升頻升壓功率驅(qū)動接口。這種接口對繞組提供的電壓與電機的運行頻率成線性關(guān)系。它的主回路實際上是一個開關(guān)穩(wěn)壓電源,利用頻率-電壓變換器,將驅(qū)動脈沖的頻率轉(zhuǎn)換成直流電平,并用此電平去控制開關(guān)穩(wěn)壓電源的輸入,這就構(gòu)成了具有頻率反饋的功率驅(qū)動接口。

6、集成功率驅(qū)動

已有多種用于小功率步進電機驅(qū)動器的集成功率驅(qū)動接口電路可供選用。

L298芯片是一種H橋式驅(qū)動器,它設(shè)計成接受標準TTL邏輯電平信號,可用來驅(qū)動電感性負載。H橋可承受46V電壓,相電流高達2.5A。L298(或XQ298,SGS298)的邏輯電路使用5V電源,功放級使用5~46V電壓,下橋發(fā)射極均單獨引出,以便接入電流取樣電阻。L298(等)采用15腳雙列直插小瓦數(shù)式封裝,工業(yè)品等級。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖7所示。H橋驅(qū)動的主要特點是能夠?qū)﹄姍C繞組進行正、反兩個方向通電。L298特別適用于對二相或

四相步進電機驅(qū)動。 專用芯片構(gòu)成的步進電動驅(qū)動系統(tǒng)