轉子上安裝永久磁鋼的步進電機叫做永磁式步進電機,如永磁式爪極步進電機和轉子上安裝永久磁鋼的混合式步進電機。
(a)剖視圖 (b)磁化極性
圖1 永磁式爪極步進電機
永磁式爪極步進電機的剖視圖如圖1(a)所示。它的定子由幾個金屬盒疊成,齒由圓形金屬片沖出。然后,將這個圓片拉成鐘狀,齒被拉到里面形成爪圾。定子的每一段由連結在一起的兩個鐘型罩殼構成,兩者的齒相互相“嚙合”。金屬盒里面繞有激磁線圈。在這種電機里,定子齒或爪極由在定子線圈里流過的電流產生不同極性的磁場。轉子的圖柱形磁鋼具有如圖1(b)所示的磁化極性。對7.5°步距而言,典型的極數為24。這種類型的電機通常有兩段。若兩個定子段里的轉子磁化狀態(tài)是對齊的,則兩段里的定子齒將錯開l/4齒距。激磁線圈可以以雙向通電的兩相方式或單向通電的四相方式繞制。以四相方式繞制時,相l(xiāng)和相3形成雙線繞組,放在a段里。相2和相4雙線繞組放在b段里。相l(xiāng)和相3以產生符號相反的磁極極性的方式連接;相2和相4也如此。圖2是四相方案和兩相方案的勵磁時序。在兩相方案中,外加的電流是交流方波。利用圖3可說明這種電機以兩相排列時的工作原理。觀看a段里轉子磁極和定子齒的位置關系。開始,轉子處在狀態(tài)(1)位置。以正向電流激勵a相,產生圖中所示的磁極。很明顯,依靠磁力線的張力,轉子將向左運動。狀態(tài)(2)是a相受正向激磁的平衡位置。下一步,a相截止,b相以正向電流激磁。因為b段里的定子齒相對a段里的齒錯開l/4齒距,故轉子將在同一方向進一步受到驅動。狀態(tài)(3)是這次激磁的結果。為了進一步使轉子向左運動,應撤消b相激勵,并以反向電流使a相勵磁。于是,轉子轉到下一個狀態(tài)(4),…。這就是它的步進動作過程。
(a)四相(b)兩相
圖2電流時序 圖3兩相排列動作過程
爪極電機具有制造成本低等優(yōu)點,故應用比較廣泛。如:用作送紙機構和字車機構的動力源,小規(guī)模磁盤驅動器中的磁頭驅動電機等。