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。

8.1 增加動態轉矩的解決方法

  下面從速度-轉矩特性考慮要增加動態轉矩的解決方法。增加轉矩時，根據速度的高低，其解決方法各不相同。而解決方法既有電機方面的，又有驅動電路方面的。

1 . 步進電機在低速時增加轉矩的方法

1) 選擇步距角小的步進電機

  在低速時轉矩隨轉子齒數增加而變大。選擇步距角小的步進電機能獲得高轉矩。實際上HB塑轉子齒數如爲50齒，永久磁鐵的漏磁將增加，但不會成比例，此結論在100齒以下均有效。三相HB型步進電機從1. 2°(轉子50齒）改爲0. 6°(轉子100齒），約增加1. 4至L 8倍的低速轉矩。

2) 雙極型接線

  效率能改善2倍。市場上很容易買到兩相單極型或雙極遛步進電機，但雙極型的驅動功率管比單極型的多。

2 . 步進電機在高速時增加轉矩的方法

1) 降低匝數，使L減小

  在電機廠商的標準產品中選擇電感L小的，額定電流會變大。圖8. 1爲保持低速時輸入相同，改變繞組匝數的兩相HB型步進電機的速度-轉矩特性的比較。在高速時，額定電流越大(安匝數相同，匝數少），電機轉矩越大（電機爲兩相、 HB型、1.8°、56mm、長54mm)。

2) 永久磁鐵的磁通要小

  如生產廠家無法減小永久磁鐵，可以增加氣隙，使高速時降低反電勢，增加電流，使轉矩增大，使速度-轉矩特性從低速到高速變成一條直線，提高高速時的轉矩，同時響應頻率也增加。

3)選擇步距角大的電機

  使高速時的轉矩得到有效的提高，請參考圖7.4的原理，以及圖7.5中步距角0. 6°和1. 2°的轉矩曲線。

3. 步進電機高速運行時，在驅動電路方面提高轉矩的方法

1)提高驅動電路的電壓

  要維持高速時的大轉矩，就要保持電流不變，使斬波器工作在恆電流狀態。要使電流恆定，只能提高脈衝頻率。當步進電機輸出轉速到達一定髙的速度時，由於電壓限制，只能工作在恆電壓狀態，如果提髙輸人電壓，則可以使其在高速時依然能工作在恆電流狀態，從而提高高速時的轉矩。

2)降低驅動電路關斷時的電流

  線圈內的電流在功率管關斷時，由於電流變化率大，線圈內會產生非常大的感應電壓，功率管會有被擊穿的危險，通常會有保護電路，其構成如圖8. 2所示。圖中①爲續流二極管結構，功率管關斷時，線圈產生的反電勢通過續流二極管和線圈組成的閉合迴路形成釋放電流通路，此電流在轉子中產生的轉矩與轉向相反，爲制動轉矩，使動態轉矩下降。相應的，③在二極管支路串人一個電阻，降低產生制動轉矩的電流。


  圖8.3爲圖8. 2中①和⑥電路對同一步進電機驅動的速度-轉矩特性。驅動電路⑥爲 A A A與 A ‾ \overline A A相續流電路加人電阻和電容，以減少釋放電流的方法。電路①和⑥的速度-轉矩特性有很大區別，從此看出，驅動電路的結構對步進電機的動態轉矩的影響非常大。