自動(dòng)控制元件-3課件

自動(dòng)控制元件直流伺服電動(dòng)機(jī)的選擇與使用一、型號(hào)與額定值直流伺服電動(dòng)機(jī)的選擇與使用額定功率：電動(dòng)機(jī)在額定工況運(yùn)行時(shí)，其軸端輸出的機(jī)械功率。額定電壓：額定工況運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組和電樞繞組上所加的電壓值。電樞控制時(shí)，勵(lì)磁繞組加額定電壓。額定電流：電動(dòng)機(jī)在額定電壓下，負(fù)載達(dá)到額定功率時(shí)的電樞電流和勵(lì)磁電流值。對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的直流電動(dòng)機(jī)，其額定電流就是電機(jī)長期安全運(yùn)行的最大電流。短期超過額定電流（如起動(dòng)時(shí)）是允許的，但長期超過額定電流將會(huì)使電機(jī)繞組和換向器損壞。額定轉(zhuǎn)速：電動(dòng)機(jī)在額定工況運(yùn)行時(shí)每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)。它不是電動(dòng)機(jī)允許的最高轉(zhuǎn)速。額定轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)在額定工況時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩。直流伺服電動(dòng)機(jī)的選擇與使用直流伺服電動(dòng)機(jī)的選擇與使用直流伺服電動(dòng)機(jī)的選擇與使用二、電機(jī)參數(shù)的選擇功率轉(zhuǎn)矩最大輸出功率或直流伺服電動(dòng)機(jī)的選擇與使用電流和電壓最大電流最大電樞電壓直流伺服電動(dòng)機(jī)的選擇與使用電動(dòng)機(jī)與負(fù)載的慣量匹配快速響應(yīng)是控制系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)機(jī)的基本要求。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大的電動(dòng)機(jī)，機(jī)電時(shí)間常數(shù)也大，速度響應(yīng)慢。但也不是說電機(jī)慣量越小越好。在慣量很小的電動(dòng)機(jī)上直接聯(lián)接大慣量負(fù)載并不能達(dá)到快速響應(yīng)的目的。小慣量電機(jī)的熱容量一般也很小，高速起動(dòng)、制動(dòng)或反向會(huì)使電樞電流急劇加大而使電機(jī)損壞。選擇電機(jī)必須考慮電動(dòng)機(jī)與負(fù)載的匹配，使其既能滿足快速性要求，又能充分發(fā)揮電機(jī)本身的性能。電動(dòng)機(jī)與負(fù)載的慣量匹配由電動(dòng)機(jī)的最大輸出轉(zhuǎn)矩

令可得使T2max最小時(shí)的最佳減速比若＝1，TL=0，則一般直流力矩電動(dòng)機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)有：1．耦合剛度高。由于不需減速器，提高了傳動(dòng)精度相穩(wěn)定性；2．響應(yīng)速度快。直流力矩電動(dòng)機(jī)折算到負(fù)載軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小(由于沒有減速機(jī)構(gòu))、機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、約十幾毫秒。3．機(jī)械特性和控制特性的線性度好，硬度大；4．能在堵轉(zhuǎn)(處于起動(dòng)狀態(tài))和低速下運(yùn)行，堵轉(zhuǎn)情況下的轉(zhuǎn)矩很大；在很低的轉(zhuǎn)速下也能平穩(wěn)地運(yùn)行．轉(zhuǎn)速的波動(dòng)范圍為每分鐘幾轉(zhuǎn)到幾十轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)僅為5％左右，甚至更小。直流力矩電動(dòng)機(jī)由于具有以上的特點(diǎn)，它特別適用于對(duì)速度和位置的控制精度要求很高的系統(tǒng)中。直流力矩電動(dòng)機(jī)直流力矩電動(dòng)機(jī)普通高速直流伺服電動(dòng)機(jī)和力矩電動(dòng)機(jī)兩種驅(qū)動(dòng)方案的對(duì)比直流力矩電動(dòng)機(jī)直流力矩電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)直流力矩電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能分析1、電樞直徑對(duì)轉(zhuǎn)矩的影響在相同電樞電流、相同磁通密度及相同電樞體積的條件下，電磁轉(zhuǎn)矩與電樞直徑成正比。因此，Kt（及Ke）與直徑成正比。直流力矩電動(dòng)機(jī)3、力矩波動(dòng)力矩波動(dòng)是指輸出轉(zhuǎn)矩的峰值與平均值之差。力矩波動(dòng)的大小是表征力矩電動(dòng)機(jī)性能優(yōu)劣的一個(gè)重要性能指標(biāo)，也是影響普通直流電動(dòng)機(jī)用于直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)低速平穩(wěn)運(yùn)行的重要因素之一。由于換向和電樞齒槽會(huì)引起力矩波動(dòng)。直流力矩電動(dòng)機(jī)4、控制特性的線性度為了使直流力矩電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩正比于輸入電流，而與電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角位置無關(guān)，應(yīng)盡量減小電樞反應(yīng)的去磁作用。通常，直流力矩電動(dòng)機(jī)的磁路設(shè)計(jì)成高飽和狀態(tài)，此時(shí)磁阻大，電樞電流產(chǎn)生的磁通小。選用磁導(dǎo)率小，磁阻大，回復(fù)線較平的永磁材料做磁極，而且選取較大的氣隙。這樣，就可以使電樞反應(yīng)的影響顯著減小。直流力矩電動(dòng)機(jī)5、電磁時(shí)間常數(shù)采用直流力矩電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，因此，機(jī)電時(shí)間常數(shù)將顯著減小。此時(shí)電磁時(shí)間常數(shù)的影響相對(duì)增大，有時(shí)已不能忽略。由La/Ra可知，電樞繞組電感La有直接影響?？梢宰C明，極對(duì)數(shù)越多，電樞反應(yīng)磁鏈就越小，與它對(duì)應(yīng)的電感也越小，所以采用較多的極對(duì)數(shù)就可以減小電磁時(shí)間常數(shù)。此外，適當(dāng)?shù)丶哟箅姍C(jī)的氣隙，也有利于減小電樞反應(yīng)磁鏈，使電磁時(shí)間常數(shù)減小。提高電樞鐵心的飽和程度，可以使漏磁回路磁阻增加，減小漏磁鏈，也使電機(jī)的電磁時(shí)間常數(shù)降低。直流力矩電動(dòng)機(jī)1．連續(xù)堵轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)直流力矩電動(dòng)機(jī)在長期堵轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，在規(guī)定的環(huán)境溫度下，穩(wěn)定溫升不超過允許值的最大電樞電流及與之對(duì)應(yīng)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、電樞電壓和輸入功率稱為連續(xù)堵轉(zhuǎn)電流、連續(xù)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、連續(xù)堵轉(zhuǎn)電壓和連續(xù)堵轉(zhuǎn)功率，簡(jiǎn)稱堵轉(zhuǎn)電流、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、堵轉(zhuǎn)電壓和堵轉(zhuǎn)功率。直流力矩電動(dòng)機(jī)2．峰值堵轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)電樞電流對(duì)定子上的永久磁鐵有去磁作用，電樞電流過大，會(huì)使永久磁鐵產(chǎn)生不可逆去磁，因而將使電動(dòng)機(jī)的空載轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)矩下降。力矩電動(dòng)機(jī)受定子永久磁鐵去磁條件限制的允許最大電樞電流及與之對(duì)應(yīng)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、電樞電壓和輸入功率簡(jiǎn)稱為峰值電流、峰值轉(zhuǎn)矩、峰值電壓和峰值功率。直流力矩電動(dòng)機(jī)3．轉(zhuǎn)矩靈敏度直流力矩電動(dòng)機(jī)的特性曲線具有很高的線性度，轉(zhuǎn)矩和電樞電流之間的比值稱為轉(zhuǎn)矩靈敏度Kt。4．最大空載轉(zhuǎn)速它是當(dāng)電動(dòng)機(jī)沒有任何負(fù)載并加上額定控制電壓時(shí)所能達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速。例題1解答例題2某一直流伺服電動(dòng)機(jī)的電樞回路總電阻Ra=1Ω,當(dāng)電樞兩端外施階躍電壓Ua=15V時(shí)，電動(dòng)機(jī)空載起動(dòng)，實(shí)測(cè)的空載穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為1450rpm,已知該電動(dòng)機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速為1500rpm,問：1）電動(dòng)機(jī)的電勢(shì)常數(shù)Ke=?；2)空載起動(dòng)過程中電動(dòng)機(jī)的電樞電流可能達(dá)到的最大值和穩(wěn)定運(yùn)行后電動(dòng)機(jī)的電樞電流值；3）畫出在空載起動(dòng)過程中電機(jī)轉(zhuǎn)速和電樞電流隨時(shí)間的變化曲線。(假設(shè)）例題2解答思考題解答過渡過程曲線階躍控制電壓作用下直流伺服電動(dòng)機(jī)的過渡過程過渡過程曲線第二章直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)是一種把機(jī)械轉(zhuǎn)速變換成電壓信號(hào)的測(cè)量元件。實(shí)際上，它就是一臺(tái)微型的直流發(fā)電機(jī)。直流測(cè)速發(fā)電機(jī)除了在控制系統(tǒng)中作為測(cè)速元件之外，還能當(dāng)作阻尼元件，以及解算裝置中的微分元件和積分元件。是控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要測(cè)量轉(zhuǎn)換元件。直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)的靜態(tài)關(guān)系式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)當(dāng)測(cè)速發(fā)電機(jī)空載時(shí)，Iaf=0,有顯然或直流測(cè)速發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的主要技術(shù)性能要求1）輸出電壓要與轉(zhuǎn)速成線性關(guān)系，并具有對(duì)稱性，而且能保持穩(wěn)定；2）輸出特性的靈敏度高；3）輸出電壓的紋波小，即要求在一定的轉(zhuǎn)速下輸出電壓穩(wěn)定，波動(dòng)?。?）電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以保證響應(yīng)速度快。此外，還要求高頻干擾小，噪音小，工作可靠，以及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小和重量輕等。直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的分類1）永磁式勵(lì)磁類2）電磁式勵(lì)磁類直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性一、靜態(tài)特性因得整理后式中直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性二、動(dòng)態(tài)特性直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)特性是指輸入一個(gè)階躍轉(zhuǎn)速時(shí)，輸出信號(hào)電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律。直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性測(cè)速發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)關(guān)系式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性當(dāng)測(cè)速發(fā)電機(jī)處于空載狀態(tài)，即時(shí)，動(dòng)態(tài)方程和靜態(tài)方程沒有區(qū)別的元件稱之為比例元件?？蛰d時(shí)的直流測(cè)速發(fā)電機(jī)是一個(gè)理想的比例元件。直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性當(dāng)測(cè)速發(fā)電機(jī)在有感性負(fù)載的情況下工作時(shí)將代入動(dòng)態(tài)關(guān)系式，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理，得式中顯然，這是一個(gè)非周期性元件，即慣性元件。直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性解微分方程，可得輸出電壓的過渡過程時(shí)間函數(shù)輸出特性的誤差分析一、電樞反應(yīng)考慮電樞反應(yīng)的去磁作用時(shí)的氣隙合成磁通輸出特性方程式輸出特性的誤差分析考慮電樞反應(yīng)影響時(shí)的輸出特性輸出特性的誤差分析二、電刷與換向器的接觸電阻與接觸電壓輸出特性的誤差分析同時(shí)考慮電樞反應(yīng)和電刷與換向器接觸壓降影響后，直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性輸出特性的誤差分析三、溫度的影響溫度變化會(huì)引起電樞繞組電阻變化，并引起繞組電流的變化。輸出特性的誤差分析四、延遲換向去磁輸出特性的誤差分析五、紋波輸出特性的誤差分析六、火花和電磁干擾直流測(cè)速發(fā)電機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用一、直流測(cè)速發(fā)電機(jī)用作轉(zhuǎn)速阻尼元件直流測(cè)速發(fā)電機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用二、直流測(cè)速發(fā)電機(jī)用作反饋元件直流測(cè)速發(fā)電機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用三、直流測(cè)速發(fā)電機(jī)作為微分或積分解算元件伺服電機(jī)的電樞電壓為當(dāng)放大器的放大倍數(shù)很大時(shí)，放大器的輸入電壓可近似地認(rèn)為等于零或于是直流測(cè)速發(fā)電機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的選擇一、技術(shù)性能指標(biāo)1）靈敏度即輸出（特性）斜率2）線性誤差（）3）最大線性工作轉(zhuǎn)速（）4）負(fù)載電阻（）5）不靈敏區(qū)6）輸出電壓的不對(duì)稱度7）紋波系數(shù)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的選擇二、技術(shù)數(shù)據(jù)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的選擇直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的選擇三、直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的選擇選擇直流測(cè)速發(fā)電機(jī)，首先是根據(jù)它在控制系統(tǒng)中的功能確定對(duì)它的基本技術(shù)要求。當(dāng)作為高精度速度伺服系統(tǒng)中的測(cè)量元件時(shí)，既要注意考慮線性度和紋波電壓，又要注意考慮靈敏度；而作為解算元件時(shí)，則重點(diǎn)考慮紋波電壓和線性度，靈敏度則可作第二位要求；當(dāng)作為阻尼元件使用時(shí)，則應(yīng)著重考慮靈敏度，而線性度和紋波電壓則居次之。第三章步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將數(shù)字式電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械位移（角位移或線位移）的機(jī)電元件，它的機(jī)械位移與輸入的數(shù)字脈沖信號(hào)有著嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即一個(gè)脈沖信號(hào)可使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)前進(jìn)一步，故稱為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。由于它的輸入信號(hào)為脈沖電壓，因此又被稱作脈沖電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為數(shù)字控制系統(tǒng)的佳配，它是一種比較理想的執(zhí)行元件。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是：直接實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單控制性能好輸出轉(zhuǎn)矩大，可直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載無接觸式抗干擾能力強(qiáng)誤差不長期積累具有自鎖能力和保持轉(zhuǎn)矩（永磁式）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的分類步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類很多，按工作原理可分為三大類：1）反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)2）永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)3）永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)）三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)四相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)二相永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)混合式步進(jìn)電機(jī)永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)混合式步進(jìn)電機(jī)A－A‘，B－B’剖面步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的常用術(shù)語繞組相數(shù)定子磁極對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)子齒數(shù)齒距角步距角失調(diào)角零位或初始穩(wěn)定平衡位置矩角特性步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的常用術(shù)語最大靜轉(zhuǎn)矩最大靜轉(zhuǎn)矩特性精度起動(dòng)頻率運(yùn)行頻率起動(dòng)矩頻特性起動(dòng)慣頻特性運(yùn)行矩頻特性反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)單段式結(jié)構(gòu)單段式又稱為徑向分相式，是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中使用最多的一種結(jié)構(gòu)形式。多段式結(jié)構(gòu)多段式又稱為軸向分相式結(jié)構(gòu)。多段式結(jié)構(gòu)徑向分相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)等于相數(shù)，或相鄰相極定轉(zhuǎn)子之間錯(cuò)齒（每個(gè)極距所跨的齒距數(shù)不是整數(shù)）極距角齒距角齒數(shù)相鄰相極定轉(zhuǎn)子之間錯(cuò)齒原理三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)展開圖相鄰相極定轉(zhuǎn)子之間錯(cuò)齒原理四相雙四拍運(yùn)行四相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組通電方式四相單四拍四相雙四拍四相單雙八拍拍、拍數(shù)和運(yùn)行方式把每一次通電狀態(tài)的換接稱為拍，每一拍轉(zhuǎn)子相應(yīng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角；把完成一個(gè)通電狀態(tài)循環(huán)所需要換接的控制繞組通電狀態(tài)數(shù)稱作拍數(shù)，用N表示。步距角一般反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可按兩種基本方式進(jìn)行：其一為整步運(yùn)行：運(yùn)行拍數(shù)等于相數(shù)，稱為單拍制（N=m）；其二為半步運(yùn)行：運(yùn)行拍數(shù)等于相數(shù)的2倍（N=2m），稱為雙拍制。反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的繞組連接步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可見，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將由控制脈沖頻率（）、運(yùn)行拍數(shù)（N）和轉(zhuǎn)子齒數(shù)（Zr）決定。改變控制脈沖頻率可對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)均勻而寬范圍的調(diào)速，快速起動(dòng)、反轉(zhuǎn)和制動(dòng)也可由控制脈沖的頻率變化靈活地實(shí)現(xiàn)。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是數(shù)字控制系統(tǒng)良好的執(zhí)行元件。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速表示控制繞組中的電流交變頻率通電相極產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩（矩角特性）用電角度表示的齒距角從步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作原理可看出，無論以何種方式通電，完成一個(gè)通電循環(huán)，轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距角。因此步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特性完全可由一個(gè)齒距范圍內(nèi)的特性來代表。我們定義電角度等于機(jī)械角度與轉(zhuǎn)子齒數(shù)的乘積。用電角度表示的齒距角這樣，無論轉(zhuǎn)子齒有多少個(gè)，以電角度表示的齒距角和步距角與齒數(shù)無關(guān)。通電相極產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩封閉的磁系統(tǒng)電磁轉(zhuǎn)矩磁場(chǎng)能量因有通電相極產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩因，磁導(dǎo)故或通電相極產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組通電時(shí)的矩角特性A相通電B相通電C相通電A、B相同時(shí)通電矩角特性曲線族三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)矩角特性曲線族三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)多相通電時(shí)的矩角特性A、B相同時(shí)通電B、C相同時(shí)通電C、A相同時(shí)通電三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)多相通電時(shí)的矩角特性四相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)單相通電時(shí)的矩角特性A相通電B相通電C相通電D相通電四相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)矩角特性A、B相同時(shí)通電B、C相同時(shí)通電C、D相同時(shí)通電D、A相同時(shí)通電四相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)矩角特性曲線族三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩矢量三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)繞組通電方式雙三拍單雙六拍三相混合式步進(jìn)電機(jī)繞組通電方式12－2通電方式，6拍三相混合式步進(jìn)電機(jī)繞組通電方式23－3通電方式，6拍三相混合式步進(jìn)電機(jī)繞組通電方式32－3通電方式，12拍四相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)繞組通電方式雙四拍單雙八拍二相混合式步進(jìn)電機(jī)繞組通電方式雙四拍單雙八拍討論題分別說明五相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)和五相混合式步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的繞組通電方式、步距角和負(fù)載能力。五相反應(yīng)式轉(zhuǎn)矩矢量五相混合式轉(zhuǎn)矩矢量五相反應(yīng)式轉(zhuǎn)矩矢量步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性一、單脈沖作用下的運(yùn)行空載狀態(tài)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性負(fù)載狀態(tài)步距角與負(fù)載能力三相反應(yīng)式空載情況下三相反應(yīng)式負(fù)載情況下，比較a’,q,a”三種負(fù)載三相反應(yīng)式多拍情況下，負(fù)載能力提高不同運(yùn)行方式時(shí)的負(fù)載能力最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩（極限起動(dòng)轉(zhuǎn)矩）某種通電方式下，各相矩角特性曲線的交點(diǎn)——曲線族包絡(luò)線的最低點(diǎn)Temq乃是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)單步運(yùn)行所能帶動(dòng)的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩，稱為極限起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，實(shí)際電機(jī)所帶的負(fù)載Tf必須小于這個(gè)轉(zhuǎn)矩才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)于不同的運(yùn)行方式，由于步距角和最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩的不同，矩角特性曲線的交點(diǎn)位置也將不同。因此，對(duì)應(yīng)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Temq也必將不同。不同通電方式時(shí)的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)三相單三拍三相雙三拍三相單雙六拍三相混合式步進(jìn)電機(jī)負(fù)載能力不同通電方式時(shí)的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩三相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)2－2通電方式3－3通電方式2－3通電方式步距精度步進(jìn)電動(dòng)機(jī)實(shí)際旋轉(zhuǎn)的步距角與理論步距角之間是有偏差的。這個(gè)偏差以角分或理論步距角的百分?jǐn)?shù)來衡量，稱之為靜態(tài)步距角誤差。單脈沖作用下步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的振蕩現(xiàn)象單步運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)微分方程式若步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩為零則因故式中單脈沖作用下步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的振蕩現(xiàn)象它是一個(gè)非線性方程，當(dāng)步距角較小時(shí)，在平衡點(diǎn)附近可進(jìn)行線性化處理，當(dāng)變化很小時(shí)，有，則特征方程特征根單脈沖作用下步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的振蕩現(xiàn)象1）當(dāng)B=0時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)處于無阻尼狀態(tài)，特征根是一對(duì)共軛純虛根。由初始條件可得轉(zhuǎn)子圍繞新的平衡位置作不衰減的自由振蕩，振幅等于步距角，自由振蕩角頻率為。單脈沖作用下步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的振蕩現(xiàn)象單脈沖作用下步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的振蕩現(xiàn)象2）當(dāng)或時(shí)，阻尼較小，特征方程的根是一對(duì)共軛復(fù)根，為幅值不斷衰減的振蕩曲線，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最后趨于新的平衡位置。其阻尼振蕩角頻率為單脈沖作用下步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的振蕩現(xiàn)象單脈沖作用下步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的振蕩現(xiàn)象3）當(dāng)時(shí)，特征方程為兩個(gè)實(shí)根，表明阻尼較大。這時(shí)是單調(diào)上升的曲線，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)不出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象。隨著時(shí)間增大而趨于平衡位置。連續(xù)運(yùn)行時(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性動(dòng)穩(wěn)定區(qū)和穩(wěn)定裕度連續(xù)運(yùn)行時(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過程和起動(dòng)頻率連續(xù)運(yùn)行時(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性起動(dòng)矩頻特性在給定驅(qū)動(dòng)電源的條件下，負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量一定時(shí)，起動(dòng)頻率與負(fù)載轉(zhuǎn)矩的關(guān)系稱作起動(dòng)矩頻特性。連續(xù)運(yùn)行時(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性起動(dòng)慣頻特性在給定驅(qū)動(dòng)電源的條件下，負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時(shí)，起動(dòng)頻率與負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的關(guān)系，稱作起動(dòng)慣頻特性。

不同控制脈沖頻率下的連續(xù)運(yùn)行極低頻下運(yùn)行不同控制脈沖頻率下的連續(xù)運(yùn)行低頻丟步和低頻共振不同控制脈沖頻率下的連續(xù)運(yùn)行連續(xù)控制脈沖作用下的穩(wěn)定運(yùn)行當(dāng)

不同控制脈沖頻率下的連續(xù)運(yùn)行高頻運(yùn)行動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩、矩頻特性和最高連續(xù)運(yùn)行頻率動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩、矩頻特性和最高連續(xù)運(yùn)行頻率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源（驅(qū)動(dòng)器）的組成步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源的構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路與繞組的連接方式單極性驅(qū)動(dòng)

三相繞組四相繞組驅(qū)動(dòng)電路與繞組的連接方式雙極性驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路一、單一電壓型驅(qū)動(dòng)電源步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路單電壓驅(qū)動(dòng)，串聯(lián)不同電阻值時(shí)的特性步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路二、高低壓切換型驅(qū)動(dòng)電源步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路三、帶連續(xù)電流檢測(cè)的高低壓切換型驅(qū)動(dòng)電源步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路四、斬波恒流型驅(qū)動(dòng)電源步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路五、調(diào)頻調(diào)壓型驅(qū)動(dòng)電源步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路六、細(xì)分電路、平滑電路和自動(dòng)升降頻電路線性放大型細(xì)分電路開關(guān)放大型細(xì)分電路兩相雙極性步進(jìn)電動(dòng)機(jī)細(xì)分電流波形數(shù)字細(xì)分驅(qū)動(dòng)的組成原理可編程量化的正余弦波形發(fā)生器步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇與使用首先，根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)、精度的要求、使用的場(chǎng)合等確定將要選擇使用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)類型