步進電機改善暫態特性的方法

　　步進電機暫態轉矩特性

　　由于步進電機轉子慣量作用，即使空載運行一步，也會產生超越角（over-shoot），并在超越角與返回角（under-shoot）之間來回振蕩，經過哀減后靜止于所定角度，此為步進電機暫態響應特性。

　　下圖表示步進電機的暫態特性，縱軸取轉子移動角度，橫軸為時間?！鱐為上升時間，△θ表示超越角，轉子自由靜止到設定位置的時間（通常到達步距角的士5%誤差范圍的時間）稱為穩定時間（setting time）

　　穩定時間越短，快速性越好，為了加快機構的運行速度，使穩定時間變短，步進電機的阻尼（制動）變得很重要，使穩定時間變短的方法有改變摩擦或改變慣量驅動等。

　　步進電機改善暫態特性的方法

　　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．使飛輪的運動滯后于轉軸的運動，利用與轉子問的振動相位差對轉子進行制動，改善暫態特性。

　　圖8．14為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，在產生超調后才制動，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沖；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，停止相采用2相激磁，阻尼會變好。

　?。?）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。為此介紹反相序制動用閉環回路。

　　圖8.l5表示步進電機及其后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為有／無反相序制動的對比。因為閉環控制可在最佳的速度時間進行制動。

　?。?）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一當功率管off時，尖峰吸收電路的導通，產生的制動轉矩變大。圖8.2的①為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。