單疊式變磁阻(VR)步進(jìn)電機(jī)的工作原理是基于磁通線占據(jù)低磁阻路徑的特性。因此，在可變磁阻步進(jìn)電機(jī)中，定子和轉(zhuǎn)子對(duì)齊以最小化磁阻。

　一、單疊式變磁阻步進(jìn)電機(jī)的構(gòu)造

　單疊式變磁阻步進(jìn)電機(jī)由凸極定子組成。定子在定子磁極上有集中繞組。定子相數(shù)取決于定子線圈的連接方式。單疊式變磁阻步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是由鐵磁材料制成的無(wú)繞組槽型結(jié)構(gòu)。在單疊式變磁阻步進(jìn)電機(jī)中，定子和轉(zhuǎn)子由高磁導(dǎo)率的優(yōu)質(zhì)磁性材料制成，因此電機(jī)所需的勵(lì)磁電流很小。

　二、單疊式變磁阻步進(jìn)電機(jī)的工作原理

　當(dāng)定子相在半導(dǎo)體開關(guān)的幫助下以適當(dāng)?shù)捻樞驈腄C電源被激勵(lì)時(shí)，電機(jī)中將產(chǎn)生磁場(chǎng)。鐵磁轉(zhuǎn)子占據(jù)定子磁場(chǎng)路徑中磁阻最小的位置。因此，轉(zhuǎn)子軸本身與定子磁場(chǎng)的軸線對(duì)齊。

　考慮單疊式變磁阻步進(jìn)電機(jī)有4相4/2極(即定子4極，轉(zhuǎn)子2極)。這四個(gè)階段是。電機(jī)的a、B、C、D分別通過(guò)半導(dǎo)體開關(guān)SA、SB、SC、SD與DC電源相連。電機(jī)定子相繞組按照A、B、C、D和A的順序勵(lì)磁。當(dāng)A相繞組勵(lì)磁時(shí)，轉(zhuǎn)子與A相的軸線對(duì)齊。轉(zhuǎn)子將在這個(gè)位置保持穩(wěn)定，直到A相的電源被切斷。

　接下來(lái)，B相上電，A相斷電。轉(zhuǎn)子將順時(shí)針移動(dòng)90,與現(xiàn)在位于B相軸上的定子磁場(chǎng)對(duì)齊?，F(xiàn)在，C相通電，B相斷電，轉(zhuǎn)子進(jìn)一步順時(shí)針移動(dòng)90。在此位置，轉(zhuǎn)子與定子磁場(chǎng)對(duì)齊，定子磁場(chǎng)現(xiàn)在位于C相的軸上。因此，當(dāng)按照A、B、C、D和A的順序激勵(lì)各相時(shí)，轉(zhuǎn)子在每次轉(zhuǎn)換時(shí)都以順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)90度。轉(zhuǎn)子分四步完成一次旋轉(zhuǎn)。通過(guò)反轉(zhuǎn)繞組的開關(guān)順序可以反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向，即對(duì)于逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，相位激勵(lì)的順序?qū)⑹茿、D、C、B和A..

　從上面的討論可以清楚地看出，單疊式變磁阻步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向只取決于開關(guān)相的順序，與電流通過(guò)相的方向無(wú)關(guān)。任何可變磁阻步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角大小由下式給出

　[數(shù)學(xué)處理錯(cuò)誤]在哪里，

Ms是定子相數(shù)

　Nr是轉(zhuǎn)子極數(shù)。

　若Ns為定子極數(shù)，則可變磁阻步進(jìn)電機(jī)的步距角也可表示為

　[數(shù)學(xué)處理錯(cuò)誤]

　通過(guò)按A、A+B、B、B+C、C、C+D、D、D+A、A的順序勵(lì)磁，可變磁阻步進(jìn)電機(jī)的步距角可以從90減小到45.這里(A+B)表示A相和B相被一起激勵(lì)，因此合成的定子磁場(chǎng)將位于承載相繞組A和B的磁極之間，即合成磁場(chǎng)軸與45角極點(diǎn)A的軸線順時(shí)針?lè)较颉?/p>

　因此，當(dāng)A相勵(lì)磁時(shí)，轉(zhuǎn)子與A相的軸線對(duì)齊。當(dāng)A、B相一起勵(lì)磁時(shí)，轉(zhuǎn)子順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)45。因此，這種通過(guò)中間步驟將激勵(lì)從一相逐漸轉(zhuǎn)移到另一相的方法稱為微步進(jìn)。微步進(jìn)用于實(shí)現(xiàn)更小的步進(jìn)。為了獲得較低的步距角值，使用了更多的定子極數(shù)和轉(zhuǎn)子齒數(shù)。