步進(jìn)電機(jī)改善暫態(tài)特性的方法

　　由于步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量作用，即使空載運(yùn)行一步，也會產(chǎn)生超越角（over-shoot），并在超越角與返回角（under-shoot）之間來回振蕩，經(jīng)過哀減后靜止于所定角度，此為步進(jìn)電機(jī)暫態(tài)響應(yīng)特性。

　　下圖表示步進(jìn)電機(jī)的暫態(tài)特性，縱軸取轉(zhuǎn)子移動角度，橫軸為時間。△T為上升時間，△θ表示超越角，轉(zhuǎn)子自由靜止到設(shè)定位置的時間（通常到達(dá)步距角的士5%誤差范圍的時間）稱為穩(wěn)定時間（setting TIme）

　　穩(wěn)定時間越短，快速性越好，為了加快機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度，使穩(wěn)定時間變短，步進(jìn)電機(jī)的阻尼（制動）變得很重要，使穩(wěn)定時間變短的方法有改變摩擦或改變慣量驅(qū)動等。

　　改善的方法有安裝阻尼器和利用驅(qū)動電路及電機(jī)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(tài)阻尼器的步進(jìn)電機(jī)的照片。此種阻尼器是在步進(jìn)電機(jī)軸的飛輪上安裝橡膠等特性裝置．使飛輪的運(yùn)動滯后于轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動，利用與轉(zhuǎn)子問的振動相位差對轉(zhuǎn)子進(jìn)行制動，改善暫態(tài)特性。

　　圖8．14為帶動態(tài)慣量阻尼器的步進(jìn)電機(jī)暫態(tài)特性的步進(jìn)響應(yīng)的比較。此種吸振阻尼器不會像反相制動方法那樣，在產(chǎn)生超調(diào)后才制動，但也不會消除最初的超調(diào)量。

　　此種動態(tài)慣量阻尼器可以改善步進(jìn)電機(jī)高速區(qū)域的共振引起的轉(zhuǎn)矩降低．也可以改善高速時的轉(zhuǎn)矩和響應(yīng)脈沖；2．利用驅(qū)動電路的改善（1）半步進(jìn)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(jìn)電機(jī)使用半步進(jìn)驅(qū)動的1-2相激磁時，停止相采用2相激磁，阻尼會變好。

　?。?）反相序制動：有關(guān)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(diào)能抑制振動。為此介紹反相序制動用閉環(huán)回路。

　　圖8.l5表示步進(jìn)電機(jī)及其后軸所帶的測速機(jī)結(jié)構(gòu)。由測速機(jī)得到轉(zhuǎn)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為有／無反相序制動的對比。因?yàn)殚]環(huán)控制可在最佳的速度時間進(jìn)行制動。

　?。?）驅(qū)動電路輸出段的結(jié)構(gòu)：根據(jù)圖8．2所示驅(qū)動電路輸出段結(jié)構(gòu)一當(dāng)功率管off時，尖峰吸收電路的導(dǎo)通，產(chǎn)生的制動轉(zhuǎn)矩變大。圖8.2的①為制動轉(zhuǎn)矩最小的結(jié)構(gòu)。在高速時的轉(zhuǎn)矩會降低，故要考慮轉(zhuǎn)矩與制動轉(zhuǎn)矩兩者狀態(tài)最佳時的驅(qū)動電路。