所謂“相數”，就是線圈組數。二、三、四、五相步進電機分別對應有2、3、4、5組線圈。這 N 個繞組要均勻地鑲嵌在定子上，因此定子的磁極數必定是 N 的整數倍，因此，轉子轉一圈的步數應該是 N 的整數倍。步進電機外部的接線和定子相數沒有必然的聯繫。是根據實際運用的需要來決定的。
基本介紹
- 中文名：定子相數
- 釋義：定子上的繞組線圈數
- 對象：步進電動機
- 領域：電機結構
簡介,相數與特性,高解析度,低振動,高轉速,單相步進電機,兩相步進電機,三相步進電機,
簡介
當步進電機切換一次定子繞組的激磁電流時，轉子就旋轉一個固定角度即步距角。步距角一般由切換的相電流產生的旋轉力矩得到，所以需要每相極數是偶數。步進電機通常都為兩相以上的，當然也有一些特殊的只有一個線圈的單相步進電機。雖說單相，實為一個線圈產生的磁通方向互動反轉而驅動轉子轉動。實用的步進電機的相數有單相、兩相、三相、四相、五相。現在使用的步進電機大部分用永磁轉子。普遍使用永久磁鐵的原因是效率高，解析度高等優點。
相數與特性
現以兩相與三相步進電機為例詳細說明步進電機的相數與特性的關係。相數與特性綜合概述為：
高解析度
根據式θs=180°/PNr，步距角為180/PNr，故相數P越大，角解析度越高。提高解析度，可以提高定位控制精度，改善低速失步，使多相控制成為可能，並且可以改善阻尼（改善制動性能，減小停止時的超調量和制動時間）。
低振動
兩相和三相步進電機的轉矩波動，相數愈多，換相的兩相繞組動態轉矩曲線的交點轉矩值Tg與最大靜態轉矩Th的相對誤差愈小。Tg為電機所帶負載轉矩的下限值，（Th— Tg）/Th為轉矩波動的相對誤差，相數越多，此值越小，對降低振動越有利。亦即，相數越多，電機產生的轉矩波動幅值越小，頻率越高，產生的振動越小。
高轉速
多相步進電機的優點是能高速回響。步進電機為同步電機，繞組電流頻率與轉子速度成正比例，若電機高速運轉，則繞組電流角頻率ω增加，使繞組電感L產生的電抗ωL加大，從而降低電流，致使轉矩下降。
單相步進電機
單相步進電機是在一個線圈骨架上纏繞環形線圈，給它通以正負交變的電流，每切換一次電流就按固定方向走一步。由於轉子磁路所通過的磁導（磁阻的倒數，表示磁通流過的容易程度）變大為其轉動方向，故單相步進電機只能按一個方向運動。為使轉動方向確定，磁導採取了多種措施，例如使定子磁極寬於轉子,定子與轉子之間的工作氣隙不均勻，轉動方向為磁阻小的方向。單相步進電機的電磁轉矩只在定子電流變換時產生，故其平均轉矩比兩相以上的電機要小得多，回響脈衝頻率也在100pps以下，故其用途受到很大限制，只能在回響脈衝頻率比較低的輕載下運行。例如時鐘、車用計時器（發動機計時器）、水錶計數器等。
兩相步進電機
兩相步進電機最簡單的構成為Nr=1的情況。一般兩相電機定子磁極數為4的倍數，至少是4。轉子為N極與S 極各一個的兩極轉子。
定子一般用矽鋼片疊壓製作，定子磁極數為4極，相當於一相繞組占兩個極，A相兩個極在空間相差180°，B相兩個極在空間也相差180°。電流在一相繞組內正負流動（此種驅動方式稱為雙極性驅動），A相與B相電流的相位相差90°，兩相繞組中矩形波電流交替流過。即兩相電機的定子，在Nr=1時，空間相差90°,時間上電流相差90°相位差，電流與普通的同步電機相似，在定子上產生旋轉磁場，轉子被旋轉磁場吸引，隨旋轉磁場同步旋轉。
三相步進電機
轉子不採用永久磁鐵的步進電機（VR型或反應式或變磁阻式）很早就在三相步進電機上得到套用。1986年日本伺服公司開發了轉子為永久磁鐵、定子磁極帶有齒的步進電機(在後面會詳細介紹磁極齒的設計原理），定、轉子齒距的配合，可以得到更高的角解析度和轉矩。三相步進電機定子線圈的主極數為三的倍數，故三相步進電機的定子主極數為3、6、9、12 等。
轉子不採用永久磁鐵的步進電機(VR型或反應式或變磁阻式）很早就在三相步進電機上得到套用。1986年日本伺服公司開發了轉子為永久磁鐵、定子磁極帶有齒的步進電機(在後面會詳細介紹磁極齒的設計原理），定、轉子齒距的配合，可以得到更高的角解析度和轉矩。三相步進電機定子線圈的主極數為三的倍數，故三相步進電機的定子主極數為3、6、9、12 等。
