轉自太極創客：28BYJ-48單極性步進電機http://www.taichi-maker.com/homepage/reference-index/motor-reference-index/28byj-48-stepper-motor-intro/http://www.taichi-maker.com/homepage/reference-index/motor-reference-index/28byj-48-stepper-motor-intro/首先我們來看一下28BYJ-48步進電機名稱的來歷。
????????28：步進電機的有效最大外徑是28毫米
????????B：表示是步進電機
????????Y：表示是永磁式
????????J：表示是減速型（減速比1:64）
????????48：表示四相八拍

????????換句話說，28BYJ-48的含義為外徑28毫米四相八拍式永磁減速型步進電機。是不是有點亂？別急，我們一點點看。

????????先說什么是“4相永磁式”的概念，28BYJ-48 的內部結構示意圖如下所示。先看里圈，它上面有6個齒，分別標注為0～5，這個叫做轉子，顧名思義，它是要轉動的，轉子的每個齒上都帶有永久的磁性，是一塊永磁體，這就是“永磁式”的概念。再看外圈，這個就是定子，它是保持不動的，實際上它是跟電機的外殼固定在一起的，它上面有8個齒，而每個齒上都纏上了一個線圈繞組，正對著的2個齒上的繞組又是串聯在一起的，也就是說正對著的2個繞組總是會同時導通或關斷的，如此就形成了4相，在圖中分別標注為 A-B-C-D，這就是“4相”的概念。

28BY-J48步進電機結構

????????現在我們分析一下它的工作原理： 假定電機的起始狀態就如圖9-4所示，逆時針方向轉動，起始時是 B 相繞組的開關閉合，B 相繞組導通，那么導通電流就會在正上和正下兩個定子齒上產生磁性，這兩個定子齒上的磁性就會對轉子上的0和3號齒產生最強的吸引力，就會如圖所示的那樣，轉子的0號齒在正上、3號齒在正下而處于平衡狀態；此時我們會發現，轉子的1號齒與右上的定子齒也就是 C 相的一個繞組呈現一個很小的夾角，2號齒與右邊的定子齒也就是 D 相繞組呈現一個稍微大一點的夾角，很明顯這個夾角是1號齒和 C 繞組夾角的2倍，同理，左側的情況也是一樣的。

????????接下來，我們把 B 相繞組斷開，而使 C 相繞組導通，那么很明顯，右上的定子齒將對轉子1號齒產生最大的吸引力，而左下的定子齒將對轉子4號齒，產生最大的吸引力，在這個吸引力的作用下，轉子1、4號齒將對齊到右上和左下的定子齒上而保持平衡，如此，轉子就轉過了起始狀態時1號齒和 C 相繞組那個夾角的角度。

????????再接下來，斷開 C 相繞組，導通 D 相繞組，過程與上述的情況完全相同，最終將使轉子2、5號齒與定子 D 相繞組對齊，轉子又轉過了上述同樣的角度。

????????那么很明顯，當 A 相繞組再次導通，即完成一個 B-C-D-A 的四節拍操作后，轉子的0、3號齒將由原來的對齊到上下2個定子齒，而變為了對齊到左上和右下的兩個定子齒上，即轉子轉過了一個定子齒的角度。依此類推，再來一個四節拍，轉子就將再轉過一個齒的角度，8個四節拍以后轉子將轉過完整的一圈，而其中單個節拍使轉子轉過的角度就很容易計算出來了，即360度/(8*4)=11.25度，這個值就叫做步進角度。而上述這種工作模式就是步進電機的單四拍模式——單相繞組通電四節拍。

????????我們再來講解一種具有更優性能的工作模式，那就是在單四拍的每兩個節拍之間再插入一個雙繞組導通的中間節拍，組成八拍模式。比如，在從 B 相導通到 C 項導通的過程中，假如一個 B 相和 C 相同時導通的節拍，這個時候，由于 B、C 兩個繞組的定子齒對它們附近的轉子齒同時產生相同的吸引力，這將導致這兩個轉子齒的中心線對比到 B、C 兩個繞組的中心線上，也就是新插入的這個節拍使轉子轉過了上述單四拍模式中步進角度的一半，即5.625度。這樣一來，就使轉動精度增加了一倍，而轉子轉動一圈則需要8*8=64拍了。另外，新增加的這個中間節拍，還會在原來單四拍的兩個節拍引力之間又加了一把引力，從而可以大大增加電機的整體扭力輸出，使電機更“有勁”了。

????????除了上述的單四拍和八拍的工作模式外，還有一個雙四拍的工作模式——雙繞組通電四節拍。其實就是把八拍模式中的兩個繞組同時通電的那四拍單獨拿出來，而舍棄掉單繞組通電的那四拍而已。其步進角度同單四拍是一樣的，但由于它是兩個繞組同時導通，所以扭矩會比單四拍模式大，在此就不做過多解釋了。

????????八拍模式是這類4相步進電機的最佳工作模式，能最大限度的發揮電機的各項性能，也是絕大多數實際工程中所選擇的模式。

????????接下來，我們來了解“永磁式減速步進電機”中這個“減速”的概念了。下圖是這個 28BYJ-48 步進電機的拆解圖，從圖中可以看到，位于最中心的那個白色小齒輪才是步進電機的轉子輸出，64個節拍只是讓這個小齒輪轉了一圈，然后它帶動那個淺藍色的大齒輪，這就是一級減速。大家看一下右上方的白色齒輪的結構，除電機轉子和最終輸出軸外的3個傳動齒輪都是這樣的結構，由一層多齒和一層少齒構成，而每一個齒輪都用自己的少齒層去驅動下一個齒輪的多齒層，這樣每2個齒輪都構成一級減速，一共就有了4級減速，那么總的減速比是多少呢？即轉子要轉多少圈最終輸出軸才轉一圈呢？

28BYJ-48步進電機內部拆解圖

????????回頭看一下電機參數表中的減速比這個參數吧——1:64，轉子轉64圈，最終輸出軸才會轉一圈，也就是需要64×64=4096個節拍輸出軸才轉過一圈。4096個節拍轉動一圈，那么一個節拍轉動的角度——步進角度就是360/4096，看一下表中的步進角度參數5.625/64，算一下就知道這兩個值是相等的，一切都已吻合了。

????????關于基本的控制原理本該到這里就全部結束了，但是不管是哪個廠家生產的電機，只要型號是 28BYJ-48，其標稱的減速比就都是1:64。但實際上呢？經過拆解計算發現：真實準確的減速比并不是這個值1:64，而是1:63.684！得出這個數據的方法也很簡單，實際數一下每個齒輪的齒數，然后將各級減速比相乘，就可以得出結果了，實測的減速比為(32/9)(22/11)(26/9)(31/10)≈63.684，從而得出實際誤差為0.0049，即約為百分之0.5，轉100圈就會差出半圈。

????????那么按照1:63.684 的實際減速比，可以得出轉過一圈所需要節拍數是6463.684≈4076。但實際上誤差還是存在的，因為上面的計算結果都是約等得出的，實際誤差大約是0.000056，即萬分之0.56，轉一萬圈才會差出半圈，已經可以忽略不計了。

????????那么廠家的參數為什么會有誤差呢？難道廠家不知道嗎？要解釋這個問題，我們得回到實際應用中，步進電機最通常的目的是控制目標轉過一定的角度，通常都是在360度以內的，而這個 28BYJ-48 最初的設計目的是用來控制空調的扇葉的，扇葉的活動范圍是不會超過180度的，所以在這種應用場合下，廠商給出一個近似的整數減速比1:64已經足夠精確了，這也是合情合理的。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的28BYJ-48单极性步进电机的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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