步進(jìn)拖動(dòng)的特性由驅動(dòng)線(xiàn)路、機械結構和步進(jìn)電動(dòng)機各自的特性所決定。
步進(jìn)電機的工作狀態(tài)可以分為靜態(tài)、穩態(tài)和過(guò)渡態(tài)三種。
一、靜態(tài):
靜態(tài)即指轉子瞬時(shí)鎖定狀態(tài),就是在電機控制繞組里通以直流電流(脈沖頻率f=0),且轉子處于鎖定不懂的狀態(tài)。在這種狀態(tài)時(shí),電機繞組相電流最大,且繞組不進(jìn)行換裝,因此電機在接通相里(非全部的)發(fā)出不均勻的熱。發(fā)熱是最嚴重的狀態(tài)之一。
二、穩態(tài):
穩定同步狀態(tài)發(fā)生在控制脈沖的頻率恒定的情況下。此時(shí)轉子恒速轉動(dòng),也可認為是相對于同步速度做周期性的波動(dòng)。這種狀態(tài)可分為極限(即連續頻率下)和非極限兩類(lèi)。
電機輸出軸在一定負載下的最大脈沖頻率fmax和轉子相應的最大轉速nmax就是極限同步狀態(tài)。在這種狀態(tài)下,轉子實(shí)際上是均勻無(wú)搖擺的旋轉。這種狀態(tài)要在一定的啟動(dòng)程序下才能達到。當脈沖頻率高于fmax時(shí),轉子就不同步了(即失步)。
在控制頻率小于fmax時(shí),電機就處于非極限穩定狀態(tài)。這種狀態(tài)常常包含轉子的穩定搖擺(振蕩),而在共振頻率區域這種搖擺特別危險。
三、基本過(guò)渡狀態(tài):
?。?)當頻率從零突變到啟動(dòng)fq時(shí),電機轉子的速度從零加速到以極限速度啟動(dòng)(通常把運動(dòng)極限頻率稱(chēng)為空載最高情動(dòng)頻率)。高于這個(gè)最大突變頻率fq(通常稱(chēng)為啟動(dòng)頻率或者靈敏度頻率)使電機不失步地啟動(dòng)是不可能的。
?。?)當突然中斷控制脈沖時(shí),電機從穩定同步狀態(tài)急劇減速到停車(chē)鎖定,這個(gè)穩定同步狀態(tài)時(shí)頻率稱(chēng)為穩定極限剎車(chē)頻率fs。高于這個(gè)頻率時(shí),進(jìn)行無(wú)滑動(dòng)剎車(chē)是不可能的,只有逐步降頻再剎車(chē)才能保證不過(guò)沖。
?。?)電機反轉,當突然變更繞組換接的交替順序時(shí),轉子從一個(gè)旋轉方向的穩定同步轉臺突變到相反專(zhuān)項的另一個(gè)穩定同步狀態(tài)。這里也存在一個(gè)極限反轉頻率ft。高于此頻率,轉子就失步,即與所給程序信息有誤差。
啟動(dòng),剎車(chē)和反轉可以在各種各樣(非零的)的初始條件(角度θ和轉速η)下實(shí)現。
但是,初始條件強烈的影響fq,fs和ft的具體數值,拖動(dòng)計算因而是困難的。因此,在研究電機頻率特性時(shí)應該負有初始條件,而且在設計程序中硬開(kāi)率初始條件。同樣,在選用電機時(shí),也應該詳細了解這些頻率特性的實(shí)驗條件,以及數據獲得的情況(包括初始條件)。
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