步進(jìn)電動(dòng)機(jī)按其工作原理主要可分為磁電式和反應(yīng)式兩大類，這里只介紹常用的反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理。三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理如圖1所示，其中步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的定子上有6個(gè)齒，其上分別纏有u、v、w三相繞組，構(gòu)成三對(duì)磁極；轉(zhuǎn)子上則均勻分布著4個(gè)齒。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用直流電源供電。當(dāng)u、v、w三相繞組輪流通電時(shí)，通過電磁力的吸引，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子一步一步地旋轉(zhuǎn)。
圖1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)原理圖
假設(shè)u相繞組首先通電，則轉(zhuǎn)子上、下兩齒被磁場(chǎng)吸住，轉(zhuǎn)子就停留在u相通電的位置上。然后u相斷電，v相通電，則磁極u的磁場(chǎng)消失，磁極v產(chǎn)生了磁場(chǎng)，磁極v的磁場(chǎng)把離它最近的另外兩齒吸引過去，停止在v相通電的位置上，這時(shí)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)了30°。隨后v相斷電，w相通電，根據(jù)同樣的道理，轉(zhuǎn)子又逆時(shí)針轉(zhuǎn)了30°，停止在w相通電的位置上。若再u相通電，w相斷電，那么轉(zhuǎn)子再逆轉(zhuǎn)30°。定子各相輪流通電一次，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一個(gè)齒。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組按u→v→w→u→v→w→u…依次輪流通電，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子就一步步地按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。反之，如果步進(jìn)電動(dòng)機(jī)按倒序依次使繞組通電，即u→w→v→u→w→v→u…則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)將按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組每次通斷電使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度稱之為步距角。上述分析中的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角為30°。對(duì)于一個(gè)真實(shí)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，為了減少每通電一次的轉(zhuǎn)角，在轉(zhuǎn)子和定子上開有很多定分的小齒。其中定子的三相繞組鐵心間有一定角度的齒差，當(dāng)u相定子小齒與轉(zhuǎn)子小齒對(duì)正時(shí)，v相和w相定子上的齒則處于錯(cuò)開狀態(tài)，如圖2所示。真實(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理與上同，只是步距角是小齒距夾角的1/3。
圖2 三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)