3.2 永磁式步进电动机

永磁式步进电动机也称永磁转子型步进电动机，它也包括励磁转子型。其理论上可以制成多相，实际上则以一相或两相为多，也有三相的。

永磁式步进电动机的定子和反应式步进电动机的结构相似，是凸极式的，其工作原理是定子的励磁的极性与转子的永磁转子的磁极性异性相吸与同性相斥。

3.2.1 单定子结构

图3-9分别给出了单定子一相、两相和三相步进电动机结构的横剖面示意图。

图3-9　永磁式步进电动机单定子结构剖面图

单定子永磁式步进电动机的这些结构不同于有集中绕组的同步电动机，一般在定子上布置了m相控制的集中绕组，定子齿数Ns=2mp，即比转子极数大m倍。步进电动机绕组节距y=m（m为相数）。

电动机转子励磁通常由永久磁钢来完成。励磁绕组转子可以近似地认为，绕组空间和励磁绕组的磁动势在恒定电流密度时正比于直径平方，而永久磁钢的磁动势近似地认为正比于直径的一次方。当转子直径减小时，转子齿层的利用率增加了。随着转子齿层利用率的提高，就可能通过减小转子直径来得到电动机最高的启动频率。

3.2.2 两定子结构

如图3-10所示，两定子结构步进电动机不同于两相单定子结构。两定子结构是在一个机壳内有两个定子，且在一根转轴上有两个星形转子，而两相绕组分别处在各自独立的定子上。每相又可以分成两个半相。相与相之间的磁路无关（非共磁路型），而公共轴上的力矩则叠加。转矩相位差是依靠定子铁芯间的错位或同轴星形转子间的半个极分度而形成的。图3-10中的分划线指出了第二个转子相对于定子的位置。这种结构的电动机，其绕组是集中的（节距y=1，θb=π/Ns），齿数Ns=2p，即定子是每极一齿。

图3-10　步进电动机的两定子结构

与单定子结构相比，其Ns多一倍，其驱动线路和电压极性同单定子结构一样。

这种电动机的特点是步距角较大，启动频率和运行频率较低，并且还可以采用正、负脉冲供电。但它消耗功率比反应式步进电动机小，由于有永磁极的存在，在断电时具有定位转矩，主要应用在新型自动化仪表领域。