三相步進(jìn)電機(jī)工作原理
在講解三相步進(jìn)電機(jī)工作原理之前，需要先了解三相步進(jìn)電機(jī)的機(jī)構(gòu)，以下是三相步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)的介紹。 轉(zhuǎn)子不采用永久磁鐵的步進(jìn)電機(jī)（VR型或反應(yīng)式或變磁阻式）很早就在三相步進(jìn)電機(jī)上得到應(yīng)用。1986開(kāi)發(fā)了轉(zhuǎn)子為永久磁鐵，定子磁極帶有齒的步進(jìn)電機(jī)，定、轉(zhuǎn)子齒距的配合，可以得到更高的角分辨率和轉(zhuǎn)矩。三相步進(jìn)電機(jī)定子線圈的主極數(shù)為三的倍數(shù)，故三相步進(jìn)電機(jī)的定子主極數(shù)為3、6、9、12等。 圖《三相步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)》為不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)典型定子結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)電路的比較，其中忽略了轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖。假設(shè)轉(zhuǎn)子均為PM型或HB型，并且依據(jù)定子為兩相、三相、五相等配備相應(yīng)的轉(zhuǎn)子。定子采用不產(chǎn)生不平衡電磁力的小主極數(shù)結(jié)構(gòu)，即兩相為4個(gè)主極、三相為3個(gè)主極、五相為5個(gè)主極時(shí)，結(jié)構(gòu)上會(huì)產(chǎn)生不平衡電磁力。圖中定子的結(jié)構(gòu)為兩相為8個(gè)主極、三相為6個(gè)主極、五相為10個(gè)主極，為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。 
三相步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu) 另一方面，如雙極型（Bi-polar）線圈所使用的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其功率管數(shù)，兩相為8個(gè)、五相為10個(gè)，三相則由于繞組采用Y或△接法的關(guān)系，3個(gè)出線口的驅(qū)動(dòng)只用6個(gè)功率管就夠了，所以從電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器一體考慮，三相步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其兩者的制造成本很低。 從定子相數(shù)的奇偶數(shù)來(lái)看，奇數(shù)情況下驅(qū)動(dòng)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(jìn)電機(jī)要比兩相步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率管數(shù)少。三相步進(jìn)電機(jī)與兩相步進(jìn)電機(jī)比較，在相同的轉(zhuǎn)子齒數(shù)時(shí)，具有提高1.5倍分辨率、振動(dòng)低等優(yōu)點(diǎn)，所以使用數(shù)量會(huì)增加，價(jià)格會(huì)降低。鳴志三相步進(jìn)電機(jī)有幾十款可以選擇：（http://www.zjhhongshangm.cn/c/stepper-motors-cn01/filter/phase-3） 。 
激磁順序與三相接線方式 此時(shí)的120°通電如圖所示，Y接線為2相激磁，△接線為3相激磁。現(xiàn)在，1相繞組匝數(shù)為N時(shí)，Y接線，每相電流I流入時(shí)的轉(zhuǎn)矩TY與△接線所得相同的轉(zhuǎn)矩T△，由下圖的三相電機(jī)2相激磁和3相激磁的向量圖，推出下列的計(jì)算公式。必須要注意△接線總電流為√3I。 TY=2NIcos30° = √3NI T△=(2/3)N(√3I)+(2/3)N(√3I)cos60° = √3NI 
激磁方式與合成轉(zhuǎn)矩 △接線激磁電流為 Y接線的√3倍，并且比Y接線方法的轉(zhuǎn)速高。圖《激磁方式與合成轉(zhuǎn)矩》表示三相接線方式及其驅(qū)動(dòng)電路，除了Y接線與△接線外，還有三相獨(dú)立繞組驅(qū)動(dòng)，也稱 6端子驅(qū)動(dòng)的方式（H電橋）。現(xiàn)在，此3種電路以同一電壓驅(qū)動(dòng)，Y接線為兩個(gè)相繞組串聯(lián)關(guān)系，電壓加在在此二相串聯(lián)繞組，串聯(lián)繞組電感變大，其電抗wL與電機(jī)速度一起增大，導(dǎo)致電流減少，使轉(zhuǎn)矩下降。 
三相步進(jìn)電機(jī)工作原理 三相獨(dú)立繞組驅(qū)動(dòng)（也稱為H電橋）中的各線圈分別加電壓V，此方式為三者之中能進(jìn)行高速轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式。但功率管數(shù)量為Y或△的 2倍共12個(gè)。 這些驅(qū)動(dòng)方式中以Y與△接線甚為常用，現(xiàn)以42mm、33mm長(zhǎng)、步距角3.75°HB型步進(jìn)電機(jī)為例來(lái)進(jìn)行比較，圖《三相步進(jìn)電機(jī)工作原理》表示全步進(jìn)驅(qū)動(dòng)。如前述△接法的電流值為Y接法的√3倍，低速時(shí)二者有相同轉(zhuǎn)矩，但△接線方式在高速轉(zhuǎn)矩更好。
三相步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu) 另一方面，如雙極型（Bi-polar）線圈所使用的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其功率管數(shù)，兩相為8個(gè)、五相為10個(gè)，三相則由于繞組采用Y或△接法的關(guān)系，3個(gè)出線口的驅(qū)動(dòng)只用6個(gè)功率管就夠了，所以從電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器一體考慮，三相步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其兩者的制造成本很低。 從定子相數(shù)的奇偶數(shù)來(lái)看，奇數(shù)情況下驅(qū)動(dòng)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(jìn)電機(jī)要比兩相步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率管數(shù)少。三相步進(jìn)電機(jī)與兩相步進(jìn)電機(jī)比較，在相同的轉(zhuǎn)子齒數(shù)時(shí)，具有提高1.5倍分辨率、振動(dòng)低等優(yōu)點(diǎn)，所以使用數(shù)量會(huì)增加，價(jià)格會(huì)降低。鳴志三相步進(jìn)電機(jī)有幾十款可以選擇：（http://www.zjhhongshangm.cn/c/stepper-motors-cn01/filter/phase-3） 。 三相步進(jìn)電機(jī)工作原理
三相步進(jìn)電機(jī)的相繞組有Y接法與△接法，即三個(gè)接線端子驅(qū)動(dòng)，用6個(gè)功率管組成驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)電路的激磁順序驅(qū)動(dòng)，則施加在每相線圈上的電壓波形為每相正相導(dǎo)通120°，如圖所示。 激磁順序與三相接線方式 此時(shí)的120°通電如圖所示，Y接線為2相激磁，△接線為3相激磁。現(xiàn)在，1相繞組匝數(shù)為N時(shí)，Y接線，每相電流I流入時(shí)的轉(zhuǎn)矩TY與△接線所得相同的轉(zhuǎn)矩T△，由下圖的三相電機(jī)2相激磁和3相激磁的向量圖，推出下列的計(jì)算公式。必須要注意△接線總電流為√3I。 TY=2NIcos30° = √3NI T△=(2/3)N(√3I)+(2/3)N(√3I)cos60° = √3NI 激磁方式與合成轉(zhuǎn)矩 △接線激磁電流為 Y接線的√3倍，并且比Y接線方法的轉(zhuǎn)速高。圖《激磁方式與合成轉(zhuǎn)矩》表示三相接線方式及其驅(qū)動(dòng)電路，除了Y接線與△接線外，還有三相獨(dú)立繞組驅(qū)動(dòng)，也稱 6端子驅(qū)動(dòng)的方式（H電橋）。現(xiàn)在，此3種電路以同一電壓驅(qū)動(dòng)，Y接線為兩個(gè)相繞組串聯(lián)關(guān)系，電壓加在在此二相串聯(lián)繞組，串聯(lián)繞組電感變大，其電抗wL與電機(jī)速度一起增大，導(dǎo)致電流減少，使轉(zhuǎn)矩下降。 三相步進(jìn)電機(jī)工作原理 三相獨(dú)立繞組驅(qū)動(dòng)（也稱為H電橋）中的各線圈分別加電壓V，此方式為三者之中能進(jìn)行高速轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式。但功率管數(shù)量為Y或△的 2倍共12個(gè)。 這些驅(qū)動(dòng)方式中以Y與△接線甚為常用，現(xiàn)以42mm、33mm長(zhǎng)、步距角3.75°HB型步進(jìn)電機(jī)為例來(lái)進(jìn)行比較，圖《三相步進(jìn)電機(jī)工作原理》表示全步進(jìn)驅(qū)動(dòng)。如前述△接法的電流值為Y接法的√3倍，低速時(shí)二者有相同轉(zhuǎn)矩，但△接線方式在高速轉(zhuǎn)矩更好。