轉子不采用永久磁鐵的步進電機(vr型或反應式或變磁阻式)很早就在三相步進電機上得到應用。1986年日本伺服公司開發(fā)了轉子為永久磁鐵、定子磁極帶有齒的步進電機(在后面會詳細介紹磁極齒的設計原理),定、轉子齒距的配合,可以得到更高的角分辨率和轉矩。三相步進電機定子線圈的主極數(shù)為三的倍數(shù),故三相步進電機的定子主極數(shù)為3、6、9、12 等。
轉子不采用永久磁鐵的步進電機(vr型或反應式或變磁阻式)很早就在三相步進電機上得到應用。1986年日本伺服公司開發(fā)了轉子為永久磁鐵、定子磁極帶有齒的步進電機(在后面會詳細介紹磁極齒的設計原理),定、轉子齒距的配合,可以得到更高的角分辨率和轉矩。三相步進電機定子線圈的主極數(shù)為三的倍數(shù),故三相步進電機的定子主極數(shù)為3、6、9、12 等。
下圖為不同相數(shù)的步進電機典型定子結構和驅動電路的比較,其中忽略了轉子結構圖。假設轉子均為pm型或hb型,并且依據定子為兩相、三相、五相等配備相應的轉子。定子采用不產生不平衡電磁力(在后面會詳細介紹,轉子徑向吸引力的和不能完全互相抵消,產生剩余徑向力)的最小主極數(shù)結構,即兩相為4個主極、三相為3個主極、五相為5個主極時,結構上會產生不平衡電磁力,除特殊用途外不會使用上述結構。圖中,定子的結構為兩相為8個主極、三相為6個主極、五相為10個主極,為最簡單的結構。
另一方面,如雙極型(bi-polar)線圈所使用的步進電機驅動電路,其功率管數(shù),兩相為8個、五相為10個,三相則由于繞組采用y或△接法的關系,3個出線口的驅動只用6個功率管就夠了,所以從電機和驅動器一體考慮,三相步進電機結構最簡單,其兩者的制造成本最低。
從定子相數(shù)的奇偶數(shù)來看,奇數(shù)情況下驅動電路中切換功率管的數(shù)量要比偶數(shù)情況下少,例如三相步進電機要比兩相步進電機的驅動功率管數(shù)少。三相的驅動ic現(xiàn)在三權電氣公司、三洋電機公司、新電元工業(yè)公司等生產企業(yè)已經有售。三相步進電機與兩相步進電機比較,在相同的轉子齒數(shù)時,具有提高1.5倍分辨率、振動低等優(yōu)點,所以使用數(shù)量會增加,價格會降低,希望其能成為一款系列化步進電機,其性能將在后面詳細介紹。
有關三相永磁式步進電機,除本課程外,以前還沒有系統(tǒng)介紹的文獻, 本課程將詳細介紹三相hb型步進電機(42mm及60mm),其驅動器的外形如下圖所示。