雕刻機（石材雕刻機、木工雕刻機、圓柱雕刻機、廣告雕刻機）等上面的步進電動機是一種將電脈沖信號轉換成角位移或線位移的機電元件。步進電動機的輸入量是脈沖序列，輸出量則為相應的增量位移或步進運動。正常運動情況下，它每轉一周具有固定的步數(shù)；做連續(xù)步進運動時，其旋轉轉速與輸入脈沖的頻率保持嚴格的對應關系，不受電壓波動和負載變化的影響。由于步進電動機能直接接受數(shù)字量的控制，所以特別適宜采用微機進行控制。

 

1.步進電動機的種類

 

　　目前常用的有三種步進電動機：

 

　　(1)反應式步進電動機(VR)。反應式步進電動機結構簡單，生產成本低，步距角??；但動態(tài)性能差。

 

　　(2)永磁式步進電動機(PM)。永磁式步進電動機出力大，動態(tài)性能好；但步距角大。

 

　　(3)混合式步進電動機(HB)?；旌鲜讲竭M電動機綜合了反應式、永磁式步進電動機兩者的優(yōu)點，它的步距角小，出力大，動態(tài)性能好，是目前性能最高的步進電動機。它有時也稱作永磁感應子式步進電動機。

 

2.步進電動機的工作原理

圖1 三相反應式步進電動機的結構示意圖

 

1——定子  2——轉子  3——定子繞組{{分頁}}

 

　　圖1是最常見的三相反應式步進電動機的剖面示意圖。電機的定子上有六個均布的磁極，其夾角是60º。各磁極上套有線圈，按圖1連成A、B、C三相繞組。轉子上均布40個小齒。所以每個齒的齒距為θE=360º/40=9º，而定子每個磁極的極弧上也有5個小齒，且定子和轉子的齒距和齒寬均相同。由于定子和轉子的小齒數(shù)目分別是30和40，其比值是一分數(shù)，這就產生了所謂的齒錯位的情況。若以A相磁極小齒和轉子的小齒對齊，如圖1，那么B相和C相磁極的齒就會分別和轉子齒相錯三分之一的齒距，即3º。因此，B、C極下的磁阻比A磁極下的磁阻大。若給B相通電，B相繞組產生定子磁場，其磁力線穿越B相磁極，并力圖按磁阻最小的路徑閉合，這就使轉子受到反應轉矩（磁阻轉矩）的作用而轉動，直到B磁極上的齒與轉子齒對齊，恰好轉子轉過3º；此時A、C磁極下的齒又分別與轉子齒錯開三分之一齒距。接著停止對B相繞組通電，而改為C相繞組通電，同理受反應轉矩的作用，轉子按順時針方向再轉過3º。依次類推，當三相繞組按A→B→C→A順序循環(huán)通電時，轉子會按順時針方向，以每個通電脈沖轉動3º的規(guī)律步進式轉動起來。若改變通電順序，按A→C→B→A順序循環(huán)通電，則轉子就按逆時針方向以每個通電脈沖轉動3º的規(guī)律轉動。因為每一瞬間只有一相繞組通電，并且按三種通電狀態(tài)循環(huán)通電，故稱為單三拍運行方式。單三拍運行時的步矩角θb為30º。三相步進電動機還有兩種通電方式，它們分別是雙三拍運行，即按AB→BC→CA→AB順序循環(huán)通電的方式，以及單、雙六拍運行，即按A→AB→B→BC→C→CA→A順序循環(huán)通電的方式。六拍運行時的步矩角將減小一半。反應式步進電動機的步距角可按下式計算：
　　　　　　　θ_b=360º/NE_{r　　　　　　　　(1)
　　式中}   E_r——轉子齒數(shù)；