[分享] 单叠式变磁阻(VR)步进电机的工作原理是什么？

　单叠式变磁阻(VR)步进电机的工作原理是基于磁通线占据低磁阻路径的特性。因此，在可变磁阻步进电机中，定子和转子对齐以最小化磁阻。

　一、单叠式变磁阻步进电机的构造

　单叠式变磁阻步进电机由凸极定子组成。定子在定子磁极上有集中绕组。定子相数取决于定子线圈的连接方式。单叠式变磁阻步进电机的转子是由铁磁材料制成的无绕组槽型结构。在单叠式变磁阻步进电机中，定子和转子由高磁导率的优质磁性材料制成，因此电机所需的励磁电流很小。

　二、单叠式变磁阻步进电机的工作原理

　当定子相在半导体开关的帮助下以适当的顺序从DC电源被激励时，电机中将产生磁场。铁磁转子占据定子磁场路径中磁阻最小的位置。因此，转子轴本身与定子磁场的轴线对齐。

　考虑单叠式变磁阻步进电机有4相4/2极(即定子4极，转子2极)。这四个阶段是。电机的a、B、C、D分别通过半导体开关SA、SB、SC、SD与DC电源相连。电机定子相绕组按照A、B、C、D和A的顺序励磁。当A相绕组励磁时，转子与A相的轴线对齐。转子将在这个位置保持稳定，直到A相的电源被切断。

　接下来，B相上电，A相断电。转子将顺时针移动90°,与现在位于B相轴上的定子磁场对齐。现在，C相通电，B相断电，转子进一步顺时针移动90°。在此位置，转子与定子磁场对齐，定子磁场现在位于C相的轴上。因此，当按照A、B、C、D和A的顺序激励各相时，转子在每次转换时都以顺时针方向移动90度。转子分四步完成一次旋转。通过反转绕组的开关顺序可以反转转子的旋转方向，即对于逆时针旋转，相位激励的顺序将是A、D、C、B和A..

　从上面的讨论可以清楚地看出，单叠式变磁阻步进电机转子的旋转方向只取决于开关相的顺序，与电流通过相的方向无关。任何可变磁阻步进电机的步进角大小由下式给出

　[数学处理错误]在哪里，

Ms是定子相数

　Nr是转子极数。

　若Ns为定子极数，则可变磁阻步进电机的步距角也可表示为

　[数学处理错误]

　通过按A、A+B、B、B+C、C、C+D、D、D+A、A的顺序励磁，可变磁阻步进电机的步距角可以从90°减小到45°.这里(A+B)表示A相和B相被一起激励，因此合成的定子磁场将位于承载相绕组A和B的磁极之间，即合成磁场轴与45°角极点A的轴线顺时针方向。

　因此，当A相励磁时，转子与A相的轴线对齐。当A、B相一起励磁时，转子顺时针方向移动45°。因此，这种通过中间步骤将激励从一相逐渐转移到另一相的方法称为微步进。微步进用于实现更小的步进。为了获得较低的步距角值，使用了更多的定子极数和转子齿数。