前言

基本信息

名称	描述说明
教材名称	步进电机应用技术
作者	坂本正文
译者	王自强

前言说明

根据我读的《步进电机应用技术》这本书，进行的学习过程中的知识记录和心得体会的记录。

5.7 加速控制、减速控制

  步进电机驱动负载可以按希望的速度起动，若驱动速度超过自身起动脉冲频率时，此速度下则不能起动。因此，只有比电机起动脉冲频率低的速度指令才能起动。采取加速的方法使速度线性增加到所希望的速度，此种方法称为慢速加速驱动。图5. 24表示步进电机的加速与速度-
转矩特性。

  步进电机的速度 - 转矩特性有失步转矩（ 同步失步转矩 ） 与牵入转矩( 同步牵入转矩 ） 。 现 在 ， 负载转矩 T L T_L TL​的 负载要用频率 f 2 f_2 f2​ 驱动时 ， 则自身起动脉冲频率应不大于频率 f 2 f_2 f2​的数值 。 以十分低的频率 ， f 1 f_1 f1​ 起动电机， 然后加速达到频率 f 2 f_2 f2​ ， 此时负载还包括转子惯量 J J J , 此为加速惯量 ， 需 要 必要的惯量加速转矩 T a T_a Ta​，因此这两个转矩（ T L T_L TL​+ T a T_a Ta​）的合成转矩成为起动到转 速频率 f 2 f_2 f2​时所必须的转矩 。此时的加速转矩为下面步进电机运动方式的第一项:

  上式的D为速度比例系数，第二项因此比其他项小而忽略不计。 T M T_M TM​为步进电机产生的电磁转矩，（ T M T_M TM​ — T L T_L TL​)如图5. 24所示，能产生加速度的转矩。速度到达 f 2 f_2 f2​后按设定的转速旋转一段时间，然后减速到 f 1 f_1 f1​，形成速度包络线，此时的减速运转称为减速驱动，此种速度曲线称为梯形驱动。

  该速度包络线与其速度相对应的转矩特性见图5. 25。此梯形面积相当总步数，电机轴在横轴的时间内，转过相当梯形面积的步距角，把负载拉到相应的位置上。设加速时间为 t a t_a ta​, 步距角为 θ s θ_s θs​，则加速转矩用下式表示


  步进电机的失步转矩为诙电机能产生的最大转矩，由式（5.8)吋知，负载角 δ = π / 2 δ=π/2 δ=π/2时为产生失步转矩的时刻，电机到达 f 2 f_2 f2​速度时，电机转矩只加 T L T_L TL​负载，在速度 f 2 f_2 f2​与平衡的功率角为^电机产生的转矩 T a T_a Ta​分量减少。减速时如图示，也产生反方向转矩。此时，负载角 δ δ δ变成负，产生反方向转矩。加速时的加速脉冲频率如图5. 26所示，各梯形面积S由加速时间来决定，即各个梯形面积S等于步距角。

  图 5 . 2 7 所示为两相HB型 1 . 8 ° 步 进 电 机 由 静 止 时 开 始 加 速 （Slow up)的加速曲线。
  此为步迸电机的梯形驱动曲线，电机能快速达到0标位置，而不会出现失步现象。

5.8 附加制动的驱动方法

1. 反相序激磁制动

  图5. 28表示反相序激磁制动。步进电机的定位点在II相处，即最后停止位置在B相，因转子仍受A相激磁，须将A相OFF,B相来激磁，转子由A相稳定点运行到B相稳定点，照此运行，则转子会超越B相的平衡点，并在平衡点来回振荡直至稳定下来。

  与此相对，转子由A相向B相运行时， B相的绕组激磁OFF，在超过B相稳定点的某一瞬间， A相激磁将其转子的动能用A相制动消耗掉，然后再给B相激磁，在B相稳定点停止。因此，如图5.28所示，无超调量的转子逐渐停止。此时，制动激磁电流开始的瞬间和制动时间非常影响制动效果。因此，为了达到制动效果，需要反馈转子的速度或位置信号作闭环控制以确定何时作制动反相激磁。

2.最终步进延迟制动

  图5. 29表示最终步进延迟制动。
  以一定脉冲频率驱动步进电机，对最终停止相的指令脉冲迸行延迟控制，延迟时间为在最终停止相的前一相的相超调峰值时刻，给最终相施加激磁脉冲。如图5. 29所示， B相的超越峰值位置接近最终停止的C相， C相激磁后，无超调停止。