2-4-1 HB型马达的构造和动作

HB型马达 的转子基本结构如 图2.47 所示，沿轴方向磁化的圆筒型磁铁被2个铁制转子夹住，构造外型像是三明治。转子在圆周上刻有齿。2个转子从轴方向观察，安装时齿会偏移1/2齿距。定子有多个有励磁线圈的极，各极上也有与转子相同的齿。

图2.48 是简化的构造图，目的是便于理解HB型的旋转原理。

定子有多个有励磁线圈的极，各极上也有与转子相同的齿。

该图中，定子绕组有4个，夹住转子相对的线圈之间作为2组线圈群进行结合。线圈通电后，相对的2个极会相互变成N极和S极那样进行结合。这里将上下的线圈作为A相，左右的线圈作为B相。

图中的转子有15个齿。白色转子位于靠近自己的一方，假设被永久磁铁磁化成N极。有颜色的齿位于里面，假设被磁化成S极。

那么，让我们通过 图2.49 来观察一下其工作的情形。

在初始状态下，对A相通电，使得图中的上极变成S，下极变成N。由于白色的齿为N，因此，会与A相的S极相吸，黑色的齿为S，因此，会与A相的N极相吸。

按下面的顺序来改变线圈的通电状态。预先在最上面的齿上标上●符号，注意位置的变化。

1. ① 对B相通电，使得右极变成S，左极变成N。靠近自己这边的白色齿会与右极相吸，位于里面的带颜色的齿会与左极相吸。●符号会沿逆时针方向移动。
2. ② 按与初始状态相反的方向对A相通电。靠近自己这边的白色齿会与下极相吸，位于里面的带颜色的齿会与上极相吸。●符号会继续沿逆时针方向移动。
3. ③ 按与①相反的方向对B相通电。靠近自己这边的白色齿会与左极相吸，位于里面的带颜色的齿会与右极相吸。
4. ④ 按与初始状态相同的条件对A相通电。●符号相对初始状态会偏移1个齿。

这样，通过①～④共4步，转子会朝逆时针方向移动1个齿距。

如果想让其沿顺时针方向旋转，则按④～①的顺序控制通电。

2相HB马达

线圈的缠绕方法

线圈的缠绕方法有2种。
如 图 2.51（a） 所示，在一个极上只缠绕一个线圈称为 单线绕组 。
单线绕组的线圈利用率高，但切换通电方向时，如 图 2.52.（b） 所示，需使用4个晶体管。这称为 双向驱动 。

还有一种绕组方法，如 图 2.51（b） 所示，在一个磁极（极齿）上重叠绕组2个线圈的方法，这称为 双线绕组 。双线绕组中，线圈的利用效率会下降，但如 图 2.52.（c） 所示，选择2个晶体管中的通电方式可更改励磁方向。
双线绕组的线圈表述方法，一般是针对A、B线圈，相反方向接线的励磁线圈在上划一条线，像 A 、 B 这样进行表示（ 图2.53 ）。

2相HB马达与后面将要介绍的5相HB马达进行对比，则具有
・ 一般情况是1圈分成200步的马达
・ 驱动电路比5相马达简单
等优点。

5相HB马达

将线圈设成5组的马达为5相HB马达。 图2.54 的马达上有10个线圈，50个齿。与二相马达一样，将相向的线圈设成同极，防止发生径向负载。

5相马达的通电按以下顺序进行。

①将A相设成N→②将B相设成S→③将C相设成N→④将D相设成S→⑤将E相设成N→⑥将A相设成S→⑦将B相设成N→⑧将C相设成S→⑨将D相设成N→⑩将E相设成S

通过以上10步，转子移动1个齿的量，1步移动0.72゜。

与2相马达相比，5相马达具有
・ 每转的分割数较多
・ 励磁状态的扭矩变化小
等优点。

5相HB马达如果直接拉出线圈的配线，则电线会很多。

因此，在很多5相马达中，会先在马达内部对配线进行整理，然后再拉出来。

5相步进马达配线的整理有2种方法。一种是将各线圈的一端全部连接到一起的 星形接线 。

还有一种是将相邻线圈相互连接到一起的 五角形接线 （ 图 2.55 ）。

星形接线和五角形接线的励磁方式不同，因此，需确认与马达和放大器励磁方式的适合性。

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＜小知识＞ 5相步进马达的特点

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