步進(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng)是典型的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，指令信號(hào)是單向流動(dòng)的。開(kāi)環(huán)系統(tǒng)沒(méi)有位置和速度反饋回路，省去了檢測(cè)裝置，其精度主要由步進(jìn)電機(jī)來(lái)決定，速度也受到步進(jìn)電機(jī)性能的限制，系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，不需要像閉環(huán)伺服系統(tǒng)那樣進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)計(jì)計(jì)算與試驗(yàn)驗(yàn)證。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用維護(hù)方便、可靠性高、制造成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，在中小型機(jī)床和速度、精度要求不十分高的場(chǎng)合，得到了廣泛的應(yīng)用。
1．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)和結(jié)構(gòu)
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的分類(lèi)方式很多，根據(jù)不同的分類(lèi)方式，可將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)分為多種類(lèi)型，如表1所示。
步進(jìn)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上分為定子和轉(zhuǎn)子兩部分，現(xiàn)以圖2所示的反應(yīng)式三相步進(jìn)電機(jī)為例加以說(shuō)明。定子上有六個(gè)磁極，每個(gè)磁極上繞有勵(lì)磁繞組，每相對(duì)的兩個(gè)磁極組成一相，分成a、b、c三相。在定子的每個(gè)磁極上開(kāi)了5個(gè)小齒，齒寬相等，齒間夾角是9°。轉(zhuǎn)子無(wú)繞組，它是由帶齒的鐵心做成的。有均勻分布的40個(gè)小齒，齒間夾角也是9°。此外，定子磁極上的小齒在空間位置上依次錯(cuò)開(kāi)1/3齒距。
圖2 步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖
2．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理
步進(jìn)電機(jī)是按電磁吸引的原理工作，現(xiàn)以反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)為例說(shuō)明其工作原理。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的定子上有磁極，每個(gè)磁極上有激磁繞組，轉(zhuǎn)子無(wú)繞組，有周向均布的齒，依靠磁極對(duì)齒的吸合工作。如圖3所示為三相步進(jìn)電機(jī)，定子上有三對(duì)磁極，分成a、b、c三相。