Unipolære stepmotorer, både permanentmagnet- og hybridstepmotorer med 5 eller 6 ledninger, er normalt forbundet som vist i skematisk form i figur 1.2, med et centerudtag på hver af de to viklinger. I brug er viklingernes centerudtag typisk forbundet til den positive forsyning, og de to ender af hver vikling er skiftevis jordforbundet for at vende retningen af ​​det felt, der leveres af den pågældende vikling.

Motortværsnittet vist i figur 1.2 er af en permanentmagnet- eller hybridmotor med 30 graders vinkel pr. trin -- forskellen mellem disse to motortyper er ikke relevant på dette abstraktionsniveau. Motorvikling nummer 1 er fordelt mellem den øverste og nederste statorpol, mens motorvikling nummer 2 er fordelt mellem den venstre og højre motorpol. Rotoren er en permanentmagnet med 6 poler, 3 syd og 3 nord, arrangeret omkring dens omkreds.

For højere vinkelopløsninger skal rotoren have proportionalt flere poler. 30 grader pr. trin-motoren i figuren er et af de mest almindelige designs med permanentmagnetmotorer, selvom 15 og 7,5 grader pr. trin-motorer er bredt tilgængelige. Permanente magnetmotorer med opløsninger så gode som 1,8 grader pr. trin fremstilles, og hybridmotorer bygges rutinemæssigt med 3,6 og 1,8 grader pr. trin, med opløsninger så fine som 0,72 grader pr. trin.

Som vist på figuren, forårsager strømmen, der løber fra midterudtaget på vikling 1 til terminal a, at den øverste statorpol bliver en nordpol, mens den nederste statorpol bliver en sydpol. Dette tiltrækker rotoren til den viste position. Hvis strømmen til vikling 1 fjernes, og vikling 2 aktiveres, vil rotoren dreje 30 grader eller et trin.

For at rotere motoren kontinuerligt, tilfører vi blot strøm til de to viklinger i rækkefølge. Hvis vi antager positiv logik, hvor et 1-tal betyder, at strømmen tændes gennem en motorvikling, vil følgende to kontrolsekvenser rotere motoren, der er illustreret i figur 1.2, med uret i 24 trin eller 4 omdrejninger:

Vikling 1a 1000100010001000100010001

Vikling 1b 0010001000100010001000100

Vikling 2a 0100010001000100010001000

Vikling 2b 0001000100010001000100010

tid --->

Vikling 1a 1100110011001100110011001

Vikling 1b 0011001100110011001100110

Vikling 2a 0110011001100110011001100

Vikling 2b 1001100110011001100110011

tid --->

Bemærk, at de to halvdele af hver vikling aldrig aktiveres samtidig. Begge sekvenser vist ovenfor vil rotere en permanent magnet et trin ad gangen. Den øverste sekvens driver kun én vikling ad gangen, som illustreret i figuren ovenfor; derfor bruger den mindre strøm. Den nederste sekvens involverer at drive to viklinger ad gangen og producerer generelt et drejningsmoment, der er omkring 1,4 gange større end den øverste sekvens, samtidig med at den bruger dobbelt så meget strøm.

Afsnittet om mellemniveaustyring i denne vejledning giver detaljer om metoder til at generere sådanne sekvenser af styresignaler, mens afsnittet om styrekredsløb diskuterer de effektomskiftningskredsløb, der er nødvendige for at drive motorviklingerne fra sådanne styresekvenser.

Trinpositionerne produceret af de to ovenstående sekvenser er ikke de samme; som følge heraf muliggør kombinationen af ​​de to sekvenser halv tringang, hvor motoren stopper skiftevis ved de positioner, der er angivet af den ene eller den anden sekvens. Den kombinerede sekvens er som følger:

Vikling 1a 11000001110000011100000111

Vikling 1b 00011100000111000001110000

Vikling 2a 01110000011100000111000001

Vikling 2b 00000111000001110000011100

tid --->

Bipolære motorer

Figur 1.3

Bipolære permanentmagnet- og hybridmotorer er konstrueret med præcis den samme mekanisme som den, der bruges på unipolære motorer, men de to viklinger er mere enkelt forbundet uden centerudtag. Således er selve motoren enklere, men det drivkredsløb, der er nødvendigt for at vende polariteten af ​​hvert par motorpoler, er mere komplekst. Skematisk tegning i figur 1.3 viser, hvordan en sådan motor er forbundet, mens motortværsnittet vist her er præcis det samme som tværsnittet vist i figur 1.2.

Drevkredsløbet til en sådan motor kræver et H-bro-styrekredsløb for hver vikling; disse diskuteres mere detaljeret i afsnittet om styrekredsløb. Kort fortalt tillader en H-bro polariteten af ​​den effekt, der tilføres hver ende af hver vikling, at styres uafhængigt. Styringssekvenserne for enkelttrinnet af en sådan motor er vist nedenfor ved hjælp af + og - symboler til at angive polariteten af ​​den effekt, der tilføres hver motorterminal:

Terminal 1a +---+---+---+--- ++--++--++--++--++--

Terminal 1b --+---+---+---+- --++--++-++--++

Klemme 2a -+---+---+---+-- -++--++--++--++-

Terminal 2b ---+---+---+---+ +--++--++--++--+

tid --->

Bemærk, at disse sekvenser er identiske med dem for en unipolar permanentmagnetmotor på et abstrakt niveau, og at styresystemerne for de to motortyper kan være identiske over niveauet for H-broens effektskiftelektronik.

Bemærk, at mange komplette H-bro-driverchips har én kontrolindgang til at aktivere udgangen og en anden til at styre retningen. Givet to sådanne brochips, én pr. vikling, vil følgende kontrolsekvenser dreje motoren identisk med de ovenfor angivne kontrolsekvenser:

Aktiver 1 101010101010101010 11111111111111111

Retning 1 1x0x1x0x1x0x1x0x 1100110011001100

Aktiver 2 010101010101010101 11111111111111111

Retning 2 x1x0x1x0x1x0x1x0 0110011001100110

tid --->

For at skelne en bipolar permanentmagnetmotor fra andre 4-trådsmotorer skal du måle modstandene mellem de forskellige terminaler. Det er værd at bemærke, at nogle permanentmagnet-steppermotorer har 4 uafhængige viklinger, organiseret som to sæt af to. Inden for hvert sæt, hvis de to viklinger er serieforbundet, kan resultatet bruges som en højspændingsbipolarmotor. Hvis de er parallelforbundet, kan resultatet bruges som en lavspændingsbipolarmotor. Hvis de er serieforbundet med et centerudtag, kan resultatet bruges som en lavspændings unipolarmotor.