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。

6.4 暫態(阻尼）特性的測量

  步進電機的轉子作1步距角步進，則其轉子會產生振盪而後慢慢衰減至停止，取縱軸表示角度，橫軸作爲吋間，轉子慢慢衰減至停止，稱爲暫態（阻尼）特性。此種測量方法採用圖6.17的試驗結構。

  驅動電路確定激磁方式，步進電機1步進驅動。此時，步進電機安裝了電位計，其輸出波形用記憶示波器畫出，此方法能測量暫態特性。用此方法可以測tt激磁相通電狀態、角度振盪變化、轉子定位的超調量和轉子定位位置及位置的穩定時間等，由於其結構簡單，所以被大量使用。用此方法測定兩相HB型1. 8°步進電機的2相激磁與1-2相激磁的暫態特性，如圖6. 18所示。與1-2相激磁相比，2相激磁穩定性好，1相激磁的情形超調量大，阻尼與2相激磁情況比較，有很大的不同。

  1-2相驅動狀態下，爲了能最佳狀態達到穩定位置，激磁方式以2相爲宜。
  測量暫態特性，縱軸的角度精度要更精確的獲取，電位計用編碼器來代替，其穩定波形可以用打印機輸出^圖6 . 1 9 爲此測量方法的穩定波形，有兩次衰減振盪即到達停止角度的士 5%內，即到1.8° 士 5%讀取穩定時間(setting time)。

  跟電位計法比較，編碼器法因編碼器慣量大的關係，需要注意穩定時間的絕對值不同。
  一般阻尼特性如第5章的式（5.17)所示， J D JD JD與電機產生轉矩 K θ Kθ Kθ時，（ D / J K D/\sqrt{JK} D/JK ​)大而得到改善，衰減振動的角速度近似（ K / J \sqrt{K}/\sqrt{J} K ​/J ​ )。

6.5 噪音和振動的測量

1 . 噪音的測定

  有關噪音測S的規格如下所示，步進電機的測試情況，按這些規格來實施：
  JIS C 1502-1977 普通噪音計
  JIS Z 8731-1966 噪音標準測量法
  測量時選用JIS C 1502(普通噪音計）中所適用的噪音計，頻率校正爲A特性。測量場所其背景噪音以及周圍的反射音應儘可能小，而且其變化影響小的場所。電機利用線懸掛或在彈性體上實施測童。

2 . 振動的測量

  振動的測量不同於噪音測量所示的規格，振動測量方法及振動計有很多種。振動傳感器包括位移計、速度針、加速度計等，其中與速度成比例的電動型以及與加速度成比例的壓電型振動傳感器較常使用振動測量時，必須注意傳感器的指向性與被測物的振動方向。安裝振動傳感器時，必須注意使振動不影響到自身。圖6. 20表示步進電機的振動測量功能框圖和測量舉例。
  圖6. 20的測量舉例，縱軸取振動加速度，橫軸取作驅動頻率，連續自動掃頻測量。相對應的，圖6. 2 1 爲 2 相 HB型步進電機的三維振動圖形。
  亦即，步進電機的驅動脈衝波連續自動掃頻，每次記錄頻率分析的結果用三維表示。 Y(傾斜）軸表示步進電機脈衝頻率， X(橫）軸表示振動頻率， Z(縱）軸表示振動加速度。由此可以看出，何處的驅動脈衝，頻率多少時，會產生的振動大小，一目瞭然，易於分析振動結果。
  根據圖6. 21，從振動大的地方看到，驅動脈衝的基波頻率造成振動成分最大，且出現的振動點爲其偶次諧波，180 pps附近的振動爲振動加速度與轉子及其負載系統的白然頻率的共振。
  HB型步進電機轉子及定子有多齒數的關係，激磁磁通含有很多的空間高次諧波， N時激磁電流也含有高次諧波，激磁磁通與電流之積所產生的電磁轉矩也會包含轉矩波動，引起徑向振動。故圖6.21所示步進電機的振動主要是前者，而噪音或定子的徑向振動的原因主要是後者。

3 . 速度變化的測量

  步進電機的使用大致分爲位置控制和速度控制，而速度控制的速度範圍可由低速到高速變速控制或恆速度使用，但均存在速度變化問題。圖6. 22表示速度變化率的定義。
  現在，步進電機的平均速度以 ω m ω_m ωm​表示，其速度變化由零至最大值，如以 △ △ △ ω m ω_m ωm​轉動，速度變化率 V F VF VF用下式來定義

  這是速度變化率的測量，按實際的負載慣量用等效慣量或摩擦轉矩等測量，以接近實際使用值。特別是慣量大時，速度變化率（也稱爲速度失效或抖動、擺動等）也大。因此必須注意步進電機的速度運行範圍，速度愈快，速度變化率愈小。   此種測量方法大致分爲使用編碼器的方法和激光測量方法。使用編碼器時，應注意編碼器與步進電機的聯軸器的軸中心要同心，還要考慮編碼器慣量的影響。速度變化率的計算，首先要對編碼器單位時間的脈衝數逐一計數，然後再計算速度變化率。而使用激光測量方法，要在步進電機上安裝圓盤，該圓盤反射激光束，將光反射回去，速度變化用多普勒效應計算，此設備在市面有售。此處如非特別要求使用編碼器測量，最好使用激光測量儀。