2.永磁式步进电动机(permanent magnet)
永磁式步进电动机的转子是用永磁材料制成的，转子本身就是一个磁源。它的输出转矩大，动态性能好。转子的极数与定子的极数相同，所以步距角一般较大，需供给正负脉冲信号。
3.混合式步进电动机(hybrid)
混合式步进电动机综合了反应式和永磁式两者的优点，它输出转矩大，动态性能好，步距角小，但结构复杂，成本较高。
图4.1是一个三相反应式步进电动机结构图。从图中可以看出，它分成转子和定子两部分。定子是由硅钢片叠成的。定子上有6个大磁极(大极)，每两个相对磁极(N. S极)组成一对，共有3对。每对磁极都缠有同一绕组，也即形成一相。这样3对磁极有3个绕组，形成3相。可以看出，四相步进电动机有4对磁极，4相绕组;五相步进电动机有5对磁极，5相绕组;依此类推，每个磁极的内表面都分布着多个小齿，它们大小相同，间距相同。
图4.1三相反应式步进电动机结构
转子是由软磁材料制成的，其外表面也均匀分布着小齿，这些小齿与定子磁极上的小齿的齿距相同，形状相似.由于小齿的齿距相同，所以不管定子还是转子，它们的齿距角可以用下式来计算:
(4.1)
式中Z-— 转子的齿数。
例如，如果转子的齿数为40，则磁距角为
反应式步进电动机运动的动力来自于电磁力。在电磁力的作用下，转子被强行推动到最大磁
导率(或者最小磁阻)的位置(如图4.2(a)所示，定子小齿于转子小齿对齐的位置)，并处于平衡状态。对三相步进电动机来说，当某一相的磁极处于最大磁导位置时，另外两相必须处于非最大磁导位置(如图4.2 (b)所示，定子小齿与转子小齿不对齐的位置)。
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图4.2定子齿与转子齿间的磁导现象
我们把定子小齿与转子小齿对齐的状态称为对齿;把定子小齿与转子小齿不对齐的状态称错齿。错齿的存在是步进电动机能够旋转的前提条件，所以，在步进电机的结构中必须保证有错齿存在，也就是说，当某一相处于对齿状态时，其他相必须处于错齿状态。
如果转子有40个齿，则转子的齿距角为9°因为定子的齿距角与转子相同，定子的齿距角也是9°。所不同的时，转子的齿是圆周分布的，而定子的齿只分布在磁极上，属于不完全齿。当某一相处于对齿状态时，该相磁极上定子的所有小齿都与转子的小齿对齐。
三相步进电动机的每一相磁极在空间上相差120°。例如当前A相处于对齿状态，以A相位置作为参考点，B相与A相相差120°, C相与A相相差240°。我们可以计算当A相处于对齿状态时，B, C两相的错齿程度。将A相磁极中心线看成0°，在0°处的转子齿为0号齿，则在120°处的B相磁极中心线上对应的转子齿号为120°/9° =13.3°，即B相磁极中心线处于转子第13号齿再转过1/3齿距角的地方，如图4.3所示。这说明B相错了1/3个齿距角，也即错齿3°.
同理，与A相相差240°的C相磁极中心线上对应的齿号为240°/ 90° = 26.6°，即C相磁极中心线处于转子第26号齿再过2/3齿距角的地方，如图4.3所示。这说明C相错齿6°。
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图4.3 A相对齿时B、C相的错齿
（三）反应式步进电动机的工作原理
如果给处于错齿状态的相通电，则转子在电磁力的作用下，将向磁导率最大(或磁阻最小)的位置转动，即向趋于对齿的状态转动。步进电动机就是基于这一原理转动的。步进电动机步进的过程也可通过图4.4进一步说明。当开关
图4.4步进电动机的步进原理
将A相断电，同时将凡合上，使处于错1/3个齿距角的B相通电，并建立磁场。转子在电磁力的作用下，向与B形成对齿的位置转动。其结果是:转子转动了1/3个齿距角;B相与转子形成对齿;C相与转子错1/3个齿距角;A相与转子错2/3个齿距角。
相似的，在B相断电的同时，合开关凡给C相通电建立磁场，转子又转动了1/3个齿距角，与C相形成对齿，并且A相与转子错1/3个齿距角，B相与转子错2/3个齿距角。与C相断电，再给A相通电时，转子又转动了1/3个齿距角，与A相形成对齿，与B, C两相形成错齿。至此，所有的状态与最初时一样，只不过累计转过了一个齿距。
可见，由于按A-B-C-A顺序轮流给各项绕组通电，磁场按A-B-C方向转过了360°，转子则沿相同方向转过一个齿距角。同样，如果改变通电顺序，即按与上面相反的方向(A-C-B-A的顺序)通电，则转子的转向也改变。如果对绕组通电一次的操作称为一拍，那么前面所述的三相反应式步进电动机的三相轮流通电就需要三拍。转子每拍走一步，转一个齿距角需要3步。转子走一步所转过的角度称为步距角
，可用下式计算
合上时，A相绕组通电，使A相磁场建立。A相定子磁极
上的齿与转子的齿形成对齿，同时，B相、C相上的齿与转子形成错齿。
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(4.2)
式中N— 步进电动机工作拍数。
例如，对于转子有40个齿的三相步进电动机来说，转过一个齿距角相当于转过9°，共有了3步，每换相一次走一步，这样每步走了3°，距角为3°.从以上分析可知，反应式步进电动机对机构的要求是:1)定子绕组磁极的分度角(如三相的120°和240°)不能被齿距角整除，否则无法形成错齿:2)定子绕组磁极的分度角被齿距角除后所得的余数，应是步距角的倍数，而且倍数值与相数不能有公因子，否则无法形成对齿。
1.单三拍工作方式
三线步进电动机如果按A-B-C-A方式循环通电工作，就称这种工作方式为单三拍工作方式。其中“单”指的是每次对一个相通电;“三拍”指的是磁场旋转一周需要换相3次，这时转子转动一个齿距角。如果对多相步进电动机来说，每次只对一相通电，要使磁场旋转一周就需要多拍。以单三拍工作方式工作的步进电动机，其步距角式4.2计算。
图4.5单三拍工作方式时的相电压、电流波形
在用单三拍方式工作时，各相通电的波形如图4.5所示。其中电压波形是方波而电流波形则是山两段指数曲线组成。这时因为受步进电机绕组绕组电感的影响，当绕组通电时，电感阻止电流的快速变化:当绕组断电时，储存在绕组中的电能通过续流二极管放电。电流的上升时间取决于回路中的时间常数。我们希望绕组中的电流能像电压一样突变，这一点与其它电动机不同，因为这样会使绕组在通电时能迅速建立磁场，断电时不会干扰其他相磁场。为了达到这一目可以有许多方法。在续流二极管回路中串联一个电阻是其中一种有效的方法。它可以在绕组断电时，通过续流二极管将储存在绕组中的电能消耗在电阻上，表现为电流波形下降的速度加快，下降时间减小。
2.双三拍工作方式
三相步进电动机的各相除了采用单三拍方式通电工作外，还可以有其他通电方式。双三拍是其中之一。
双三拍的工作方式是:每次对两相同时通电，即所谓双;磁场旋转一周需要换相3次，即所谓三拍，转子转动一个齿距角，这与单三拍是一样的。在双三拍工作方式中，步进电动机的正转的通电顺序是:AB-BC-CA;反转通电方式顺序是:BA- AC- CB.因为在双三拍工作方式中，转子转动一个齿距角需要的拍数也是三拍，所以。它的步距角与单三拍时一样，仍然用式4.2求得。在用双三拍方式工作时，各相通电的波形如图4.6所示。由图可见，每一拍中，都由两相通电，每一相通电时间都持续两拍。所以，双拍通电得时间长，消耗得电功率大，当然，获得的电磁转矩也大。
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图4.6双三拍工作方式时的相电压，电流波形
双三拍工作时所产生的磁场形状与单三拍时不一样，如图4.7所示。与单三拍另一个不同之处是:双三拍工作时的磁导率最大位置并不是转子处于对齿的位置。
图4.7双三拍工作时的磁场情况
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