前言

基本信息

前言說明

根據我讀的《步進電機應用技術》這本書，進行的學習過程中的知識記錄和心得體會的記錄。

8.3 改善暫態特性的解決方法

  步進電機的位置定位時，因爲電機負載和轉子儲存的動能，不能立即停止，會產生超調量，反覆經過設定點後停下來。此種反覆振盪延長了定位時間，有必要改善電機的阻尼和定位時間。改善的方法有安裝阻尼器和利用驅動電路及電機本身的改善等，下面將分別加以說明。

1. 利用阻尼器的改善

  圖8.13表示帶誤差動態阻尼器的步進電機的照片。此種阻尼器是在步進電機軸的飛輪上安裝橡膠等特性裝置，使飛輪的運動滯後於轉軸的運動，利用與轉子間的振動相位差對轉子進行制動，改善暫態特性。圖8.14爲帶動態慣量阻尼器的步進電機暫態特性的步進響應的比較。此種吸振阻尼器不會像反相制動方法那樣，在產生超調後才制動，但也不會消除最初的超調量。
  此種動態慣量阻尼器可以改善步進電機高速區域的共振引起的轉矩降低，也可以改善高速時的轉矩和響應脈衝。

2 . 利用驅動電路的改善

(1) 半步進1-2相激磁的情況

  阻尼以及定位時，利用2相激磁比1相激磁要好。所以兩相步進電機使用半步進驅動的1-2相激磁時，停止相採用2相激磁，阻尼會變好。

(2) 反相序制動

  有關反相序制動，在第5章的圖5.28已介紹。此種方法是最佳控制，即在最初的超調能抑制振動。爲此介紹反相序制動用閉環迴路。
  圖8. 15表示步進電機及其後軸所帶的測速機結構。由測速機得到轉子速度，在最佳時刻作反相序制動，其反相序激磁的電路框圖見圖8. 16。圖8, 17爲有/無反相序制動的對比。因爲閉環控制可在最佳的速度時間進行制動。

(3) 驅動電路輸出段的結構

  根據圖8. 2所示驅動電路輸出段結構當功率管OFF時，尖峯吸收電路的導通，產生的制動轉矩變大。圖8.2的①爲制動轉矩最小的結構。在高速時的轉矩會降低，故要考慮轉矩與制動轉矩兩者狀態最佳時的驅動電路。

3. 電機本體的改善

  PM型步進電機的極異性和各向同性磁鐵的速度-轉矩特性比較在第4章的圖4.4中已經介紹了，此時的兩個電機的極異性永久磁鐵的磁通大，各向同性磁通相對小。圖4. 4爲這些電機在額定電壓下的速度-轉矩
特性的比較。注意永久磁鐵的磁通大小或激磁電壓（電流）的大小與暫態
特性。
  圖8. 18爲極異性磁鐵與各向同性磁鐵的步進電機在12V額定電壓下的阻尼特性的比較。據此，定位時間方面,使用極異性磁鐵的穩定時間長。但若降低驅動電壓(降低爲8V)，則如圖8. 19所示，極異性磁鐵的穩定時間變短。
  磁鐵強的電機調整激磁電壓（電流)時，穩定時間將變小。圖8. 19爲幾種電流的暫態特性。電流在轉子轉速大時會減小，此爲受到反電勢的影響所致。各向同性磁鐵與極異性磁鐵的週期比較，後者變短，振盪次相同約爲4,後者的穩定時間變短 [ 18 ] [18] [18]。