1. แบบแม่เหล็กถาวร(PERMANENT MAGNET_PM)

สเต็ปมอเตอร์แบบ PM จะมีสเตเตอร์ (STATOR) ที่พันขดลวดไว้หลายๆ โพล โดยมีโรเตอร์ (ROTOR) เป็นรูปทรง กระบอกฟันเลื่อย และโรเตอร์ทำด้วยแม่เหล็กถาวร เพื่อป้อนไฟกระแสตรง ให้กับขดสเตเตอร์ จะทำให้เกิดแรงแม่เหล็กไฟฟ้าผลักต่อโรเตอร์ ทำให้มอเตอร์หมุนมอเตอร์แบบ PM จะเกิดแรงฉุดยึดให้โรเตอร์หยุดอยู่กับที่ แม้จะไม่ได้ป้อนไฟเข้าขดลวด

2. แบบแปรค่ารีลักแตนซ์ (VARIABLE RELUCTANCE- VR)

สเต็ปมอเตอร์แบบVR จะมีการหมุนโรเตอร์ได้อย่างอิสระ แม้จะไม่ได้จ่ายไฟให้โรเตอร์ทำจากสารเฟอร์โรแมกเนติก กำลังอ่อน มีลักษณะเป็นฟันเลื่อย รูปทรงกระบอกโดยจะมีความสัมพันธ์ โดยตรงกับจำนวนโพลในสเตเตอร์ แรงบิดที่เกิดขึ้นจะไปหมุนโรเตอร์ ไปในเส้นทางของอำนาจแม่เหล็กที่มีค่ารีลักแตนท์ต่ำที่สุด ตำแหน่งที่จะเกิดแน่นอนและมีเสถียรภาพแต่จะเกิดขึ้นได้หลายๆ จุดดังนั้นเมื่อป้อนไฟเข้าขดลวดต่างๆ ในมอเตอร์แตกต่างขดกันไป ก็ทำให้มอเตอร์ หมุนไปตำแหน่งต่างๆ กันโรเตอร์ของ VR จะมีความเฉื่อยของโรเตอร์น้อยจึงมีความเร็วรอบสูงกว่ามอเตอร์แบบ PM

3. แบบผสม(HYBRID-H)

สเต็ปมอเตอร์แบบ H จะเป็นลูกผสมของ VR กับ PM โดยจะมีสเตเตอร์คล้ายกับที่ใช้ใน VR โรเตอร์มีหมวกหุ้ม ปลายซึ่งมีลักษณะของสารแม่เหล็กที่มีกำลังสูง โดยการควบคุมขนาดรูปร่างของหมวกแม่เหล็กอย่างดีทำให้ได้มุม การหมุนและครั้งน้อยและแม่นยำ ข้อดีก็คือ ให้แรงบิดสูงและมีขนาดกระทัดรัด และให้แรงฉุดยึดโรเตอร์นิ่งกับที่ตอนไม่จ่ายไฟ

เชื่อว่านักอิเล็กทรอนิกส์ทุกท่านคงเคยได้ยินหรือได้เคยใช้งาน stepping motor กันมาบ้างแล้ว ชื่อของเจ้า stepping motor นั้นก็ค่อนข้างที่จะบ่งบอกถึงคุณสมบัติของตัวมันได้ดีอยู่แล้ว ว่าเป็น motor ที่สามารถเคลื่อนที่ในลักษณะที่เป็นทีละ step ซึ่งต่างจาก motor ทั่วไปที่การเคลื่อนที่ของมันจะเป็นแบบต่อเนื่อง และ stepping motor ยังสามารถควบคุมการทำงานที่ง่ายด้วยการต่อร่วมกับอุปกรณ์ภายนอกเพียงเล็กน้อย ดั้งนั้นเราจะเห็นว่า stepping motor ถูกนำไปใช้งานอย่างกว้างขวางไม่ว่าจะเป็นงานด้าน robot,แขนกล,plotter หรืองานไดๆที่ต้องใช้การเคลื่อนที่ในลักษณะของแบบ step การเรียนรู้หลักการทำงานของ stepping motor ก็ย่อมก่อไห้เกิดประโยชน์แก่เราไห้สามารถนำ stepping motor ไปประยุกต์ใช้งานได้

    ลักษณะของ stepping motor ภายนอกก็จะประกอบไปด้วยสายไฟที่เราจะต้องป้อนสัญญาณ pluse เข้าไปควบคุมมัน ถ้าหาก steppping motor ของคุณมี 3 ขดลวด ก็จะได้ลักษณะการต่อดังรูป ซึ่งจะมีสายหนึ่งที่ต่อเป็น ground ร่วมของทั้ง 3 สายนั้น ลักษณะแบบนี้คือเป็นแบบ 3 เฟส โดยที่ stepping motor ที่ขายทั่วๆไปก็อาจจะมีหลายแบบเช่นแบบ 4 เฟส 5 เฟส ซึ่งเมื่อเราทราบเฟสแล้วสิ่งที่จะต้องทำต่อไปคือการหาว่าเฟสไดเป็นเฟส 1 ,2,3 ซึ่งที่ตัวของ stepping motor อาจจะมีบอกอยู่แล้ว หรือถ้าไม่มีวิธีง่ายๆก็คือการใช้ไฟขนาดที่ motor ตัวนั้นใช้ปอ้นเข้าไปที่เฟสแต่ละเฟส ถ้าหากเราป้อนเป็นเฟส 1-2-3 แล้ว stepping motor จะต้องหมุนไปในทิศทางเดียวกันหรือถ้าหากป้อนเป็น 3-2-1 จะต้องหมุนกับทางกันซึ่งเป็นวิธีง่ายๆในการ check เฟสของ stepping motor

การทำงานของ stepping motor

   ขึ้นชื่อว่าเป็นมอเตอร์แล้วก็ตอ้งประกอบด้วยส่วนสำคัญ 2 ส่วนคือ 1 rotor ซึ่งเป็นส่วนที่หมุนหรือเคลื่อนที่ได้ 2.คื่อ stator ซึ่งเป็นส่วนที่อยู่กับที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ สำหรับ stepping motor ก็เช่นเดียวกันที่ประกอบไปด้วยส่วนสำคัญ 2 ส่วนนี้(ดูรูปด้านล่างประกอบ) โดยที่ส่วนที่เป็น stator ของ stepping motor นี้จะเป็นส่วนซึ่งมีขดลวดพันล้อมอยู่บนแกนเหล็ก(ส่วนที่เขียน 1,2,3 ที่เป็นส่วนนอก ของ stepping motor นั่นแหละคือส่วนที่เป็น stator) เมื่อเราจ่ายไฟเข้าที่ขดลวดที่พันอยู่บน stator ที่ขด 1 ก่อน ก็จะทำไห้เกิดอำนาจแม่เหล็กขึ้นที่ตำแหน่ง 1 นี้ และผลักไห้ rotor(จากรูปส่วนที่เขียน x-y นั่นแหละคือ rotor)เกิดการเคลื่อนที่ได้ การเคลื่อนที่นี้เรียกว่ามันเคลื่อนที่ไป  1 stepนั่นเอง(นี่แหละที่เรียกว่า stepping motor เพราะมันเคลื่อนที่เป็น step นั่นเอง) ซึ่งการที่มันจะเคลื่อนที่ไปเป็นมุมเท่าไหร่นั้นก็ขึ้นอยู่กับ spec ของ stepping motor ตัวนั้นว่ามันสามารถที่จะหมุนได้ step ละกี่องศา และต่อไปถ้าเราหยุดจ่ายไฟเข้าที่ขดลวด1 และไปจ่ายไฟเข้าที่ขดลวด 2 แทนก็จะทำไห้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้นที่บริเวณ 2 บน stator และก็จะทำไห้สนามแม่เหล็กนี้ผลัก rotor ไห้เคลื่อนที่ต่อไปได้ และถ้าเราหยุดจ่ายกระแสเข้าที่ 2 และไปจ่ายเข้าที่ขด 3 แทนก็จะทำไห้สนามแม่เหล็กมาเกิดที่บริเวณ 3 และผลักไห้ rotor เคลื่อนที่ต่อไปได้อีก 

  เราจะเห็นว่า stepping motor นั้นสามารถที่จะเคลื่อนที่ได้จากหลักกการของการจ่ายไฟเข้าที่ขดลวดบน stator ในลักษณะที่จ่ายไฟไห้เกิดแบบ ลำดับเฟสกันไป ซึ่งนี่เองเป็นหลักการของการควบคุม stepping motor

การป้อน Pluse ไห้กับ stepping motor ในการควบคุมการหมุน

วิธีการง่ายๆที่จะไห้ stepping motor หมุนได้ในลักษณะของการหมุนทวนเข็มหรือการหมุนตามเข็มคือ การป้อน pluse เข้าที่เฟสโดยเรียงลำดับกันคือ

1-2-3-1-2-3-1-2-3

ซึ่งลักษรณะของ pluse ที่ป้อนก็คือ

เฟส 1       100100100100100100    Times------>

เฟส 2       010010010010010010    Times------>

เฟส 3       001001001001001001    Times------>

และถ้าต้องการไห้ stepping motor หมุนกับทางกันลักษณะการป้อนก็จะเป็นการป้อนโดยเรียงลำดับเฟสย้อนกลับ

3-2-1-3-2-1-3-2-1

ซึ่งลักษณะของ pulse ที่ป้อนคือ

เฟส 3      100100100100100    Times------>

เฟส 2      010010010010010     Times------>

เฟส 1      001001001001001  Times------>

รูปแสดงการป้อน pulse ไห้กับ stepping motor และการหมุน

(ภาพจาก Jones training  stepper motor homepage)

1.เมื่อ เฟส 1 ถูกป้อน pluse เข้ามาทำไห้เกิดสนามแม่เหล็กที่ stator ที่ขดลวด 1 และจะผลักกับ rotor ไห้เคลื่อนที่ไปคนละทาง

2.เมื่อ เฟส 2 ถูกป้อน ก็จะทำไห้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้นที่ขด 2 และก็จะผลัก rotor ไห้เกิดการเคลื่อนที่ไปอีก

3.เมื่อ เฟส 3 ถูกป้อน ก็จะทำไห้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้นที่ขด 3 และจะผลักไห้ rotor เกิดการเคลื่อนที่ไปอีก(สังเกตจากรูป การเคลื่อนที่ของสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นและ rotor จะหมุนไปทิศทางที่ตรงข้ามกัน)