Unipolarer Antrieb: Die verschiedenen Wicklungen des Motors werden nach einem bestimmten Muster nacheinander erregt, aber die Stromrichtung jeder Wicklung ist immer gleich, was als unipolarer Antrieb bezeichnet wird.
Eine unipolare Treiberschaltung verwendet vier Transistoren, um die zwei Phasen eines Schrittmotors zu steuern. Die Statorwicklungsstruktur des Motors besteht aus zwei Spulensätzen mit einem Mittelabgriff, wie in Abbildung 1 gezeigt. Der gesamte Motor hat sechs Drähte, die mit der Außenwelt verbunden sind. Die AC-Seite kann nicht gleichzeitig bestromt werden (dasselbe gilt für die BD-Seite), da sich sonst der von den beiden Spulen am Magnetpol erzeugte magnetische Fluss gegenseitig aufhebt, was nur zu einem Kupferverlust der Spule führt. Da er tatsächlich nur zwei Phasen hat (die AC-Wicklung ist einphasig und die BD-Wicklung ist einphasig), sollte die korrekte Bezeichnung ein zweiphasiger Sechsdraht-Schrittmotor sein.
Die Treiberschaltung für einen bipolaren Schrittmotor ist in Abbildung 2 dargestellt, die acht Transistoren verwendet, um zwei Phasensätze anzusteuern. Die Magnetpole des Stators sind mit einer einzelnen Spule gewickelt, und die Richtung des Magnetpols wird umgeschaltet, indem die Stromrichtung der Spulen AC und BD geändert wird. In der frühen Entwicklung von Schrittmotoren gewannen unipolare Motoren aufgrund der Kosten von Halbleiterkomponenten einen gewissen Anwendungsbereich, da sie weniger Transistoren in der Steuerschaltung benötigen. Mit der rasanten Entwicklung von Halbleitermaterialien in den 1950er und 1960er Jahren sanken die Kosten für Transistoren jedoch stark, und Bipolarmotoren erlebten aufgrund ihrer Leistungsvorteile einen starken Anstieg der Verwendung.
Abbildung 3 zeigt zwei Wicklungsmethoden, unipolar und bipolar. Wenn der Drahtdurchmesser gleich ist, ist die Windungszahl der Spulenwicklung beim unipolaren Verfahren N, der Widerstand ist R und die Windungszahl der Spulenwicklung beim bipolaren Verfahren ist 2N. , der Spulenwiderstand beträgt 2R.
Die folgende Tabelle vergleicht die Effizienz von unipolarem und bipolarem Antrieb in einer Konstantspannungs-Antriebsschaltung bei niedrigen Drehzahlen. Das Produkt aus Strom und Spulenwindungen wird als Ampere-Windungen bezeichnet und ist proportional zum Drehmoment. Wenn die beiden die gleiche Geschwindigkeit haben, ist die Ausgangsleistung proportional zu Amperewindungen. In ähnlicher Weise ist der bipolare Strom V/2R, und die Anzahl der Windungen ist ebenfalls 2N, und das Produkt ist das gleiche wie das des unipolaren, das VN/R ist. Im Falle einer Ansteuerung mit konstanter Eingangsspannung ist der Vergleich zwischen unipolar und bipolar in der folgenden Tabelle dargestellt. Der Strom ist nur halb so groß wie bei unipolar, und der Wirkungsgrad bei niedrigen Geschwindigkeiten ist doppelt so hoch wie bei unipolar.
Wenn daher ein hohes Drehmoment in kleinen oder langsamen Anwendungen benötigt wird, sollte ein bipolarer Motor und Treiber verwendet werden. Bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen steigt die Windungszahl des Bipolarmotors, die Induktivität wird größer und die Gegen-EMK nimmt zu, was den Strom und damit das Drehmoment reduziert. Daher sollte darauf geachtet werden, das Drehmoment mit dem eines unipolaren Motors zu vergleichen.
| Unipolar | Bipolar | |
| Ampère Ttours | U1=V*N/R | U2=V*2N/2R=V*N/R |
| La puissance d'entrée | W1=V²/R | W2=（V/2R）²*2R=V²/2R |
| Effizienz | η=U1/W1=N/V | η=U2/W2=2N/V |
Hinweis: V ist die angelegte Spannung; R ist der Widerstand der Motorwicklung; N ist die Anzahl der unipolaren Windungen
Abbildung 4 zeigt die charakteristischen Kurven des unipolaren Schrittmotors und des bipolaren Schrittmotors, die beide den gleichen Konstantstrom-Antriebsmodus annehmen. Im Allgemeinen verwenden Lastanwendungen mit niedriger Geschwindigkeit und hohem Drehmoment bipolare Antriebe, während Anwendungen mit Hochgeschwindigkeitsantrieb unipolare Antriebe verwenden.
