全套課件·《特種電機及其控制》1

1、特種電機及其控制1特種電機及其控制大連理工大學電氣工程系2第1章 無刷直流電動機 及其控制系統(tǒng)Permanent Magnet Brushless DC Motors (PM BLDCMs)特種電機及其控制3三相三狀態(tài)BLDCM 原理傳感器：H1=1 H2=0 H3=1導通相：B特種電機及其控制4傳感器：H1=1 H2=0 H3=0導通相：B特種電機及其控制5傳感器：H1=1 H2=1 H3=0導通相：C特種電機及其控制6傳感器：H1=0 H2=1 H3=0導通相：C特種電機及其控制7傳感器：H1=0 H2=1 H3=1導通相：A特種電機及其控制8傳感器：H1=0 H2=0 H3=1導通相：A

2、特種電機及其控制9傳感器：H1=1 H2=0 H3=1導通相：B特種電機及其控制101.1 無刷直流電動機系統(tǒng)1.1.1 基本組成 無刷直流電機構成框圖特種電機及其控制11無刷直流電動機結構 (a) 結構示意圖 (b) 定轉子實際結構 1. 電動機本體 特種電機及其控制12表面式磁極 嵌入式磁極 環(huán)形磁極 內轉子結構形式 特種電機及其控制13實際電機 結構示意圖 外轉子無刷直流電動機 特種電機及其控制142. 逆變器b) 四相半橋主電路 a) 三相半橋主電路1) 非橋式（半橋式）半控型特種電機及其控制152. 逆變器2) 橋式全控型c) 星形聯(lián)結三相橋式主電路 特種電機及其控制162. 逆變器

3、d) 三角形聯(lián)結三相橋式主電路 2) 橋式全控型特種電機及其控制172. 逆變器2) 橋式全控型e)正交兩相全控型主電路 特種電機及其控制182. 逆變器2) 橋式全控型f) 封閉形聯(lián)結四相橋式主電路 特種電機及其控制19主電路選擇原則繞組利用率：三相繞組優(yōu)于四相、五相繞組轉矩脈動：相數(shù)越多，轉矩脈動越小電路成本：相數(shù)越多，電路成本越高星形聯(lián)接三相橋式主電路應用最多特種電機及其控制203. 位置檢測器 位置檢測器有位置傳感器檢測無位置傳感器檢測磁敏式光電式電磁式接近開關式正余弦變壓器編碼器反電動勢檢測續(xù)流二極管工作狀態(tài)檢測定子三次諧波檢測瞬時電壓方程法特種電機及其控制214. 控制器 控制器模

4、擬控制系統(tǒng) 數(shù)字控制系統(tǒng) 分立元件加少量集成電路構成的模擬控制系統(tǒng) 基于專用集成電路的控制系統(tǒng) 數(shù)模混合控制系統(tǒng) 全數(shù)字控制系統(tǒng) 控制器是無刷直流電動機正常運行并實現(xiàn)各種調速伺服 功能的指揮中心 特種電機及其控制22永磁無刷直流電機系統(tǒng)圖控制電路對轉子位置傳感器檢測的信號進行邏輯變換后產生脈寬調制PWM信號，經過驅動電路放大送至逆變器各功率開關管，從而控制電動機各相繞組按一定順序工作，在電機氣隙中產生跳躍式旋轉磁場。1.1.2 基本工作原理 特種電機及其控制23工作原理磁極圖示位置位置信號邏輯變換V1、V6開通 A、B相導通I:E+-A-B-E- 電機順時針旋轉磁極轉過60o圖示位置位置信號邏

5、輯變換V1、V2 開通 A、C相導通I: E+-A-C-E- 電機順時針旋轉轉子每轉過60o，逆變器開關管換流一次、定子磁狀態(tài)改變一次，電機有6個磁狀態(tài)，三相各導通120o兩相導通三相六狀態(tài)轉子磁場順時針連續(xù)旋轉、定子磁場隔60O跳躍旋轉自同步電機特種電機及其控制24兩相導通星形三相六狀態(tài)時繞組和開關管導通順序表特種電機及其控制251.1.3 無刷直流電動機與永磁同步電動機 由變頻器供電的永磁同步電動機加上轉子位置閉環(huán)控制系統(tǒng)后構成自同步永磁電動機，既具有永磁直流電動機的優(yōu)異調速性能，又實現(xiàn)了無刷化。 無刷直流電動機與永磁同步電動機兩種驅動模式的波形比較如下圖所示。 無刷直流電動機出力大、控制

6、簡單、成本低，其調速性能已能達到低速轉矩脈動小于3、調速比大于1:10000的水平，因而越來越多地受到人們的青睞。 特種電機及其控制26(a) 無刷直流電動機 (b) 永磁同步電動機 特種電機及其控制271.2 無刷直流電動機的主電路及其工作方式 無刷直流電動機的主電路主要有星形聯(lián)結三相半橋式、星形聯(lián)結三相橋式和角形聯(lián)結三相橋式三種形式。1.2.1 星形連接三相半橋主電路 特種電機及其控制28在三相半橋主電路中，位置信號有1/3周期為高電平、2/3周期為低電平，各傳感器之間的相位差也是1/3周期，如圖所示。 旋轉磁場在360電角度范圍內有三種磁狀態(tài)，每種磁狀態(tài)持續(xù)120電角度。我們把這種工作方

7、式叫做單相導通星形三相三狀態(tài)。特種電機及其控制291.2.2 星形連接三相橋式主電路 位置檢測器的三個輸出信號通過邏輯電路控制這些開關管的導通和截止，其控制方式有兩種：二二導通方式和三三導通方式。特種電機及其控制301. 二二導通方式 電機的瞬時電磁轉矩可由電樞繞組的電磁功率求得： 式中Ea、Eb、EcA、B、C三相繞組的反電動勢；ia、ib、icA、B、C三相繞組的電流；轉子的機械角速度。 可見，電磁轉矩取決于反電動勢的大小。在一定的轉速下，如果電流一定，反電動勢越大，轉矩越大。特種電機及其控制31三相繞組的反電動勢波形及其二二導通方式下的導通規(guī)律 特種電機及其控制322. 三三導通方式 三

8、相繞組的反電動勢波形及其三三導通方式下的導通規(guī)律 特種電機及其控制331.2.3 角形連接三相橋式主電路 如圖所示的角形聯(lián)結三相橋式主電路的開關管也采用功率MOSFET。與星形聯(lián)結一樣，角形聯(lián)結的控制方式也有二二導通和三三導通兩種。 特種電機及其控制341. 二二導通方式 電樞繞組的反電動勢波形及其角形聯(lián)結二二導通方式的導通規(guī)律 特種電機及其控制352. 三三導通方式 電樞繞組的反電動勢波形及其角形聯(lián)結三三導通方式的導通規(guī)律 特種電機及其控制361.3 無刷直流電動機的電樞反應電動機負載時電樞繞組產生的磁場對主磁場的影響稱為電樞反應。 電樞繞組的合成磁動勢變化如下圖所示如圖所示，電樞磁動勢的直

9、軸分量Fad對轉子主磁極產生最大去磁作用 特種電機及其控制37如圖所示，電樞磁動勢的直軸分量Fad對轉子主磁極產生最大增磁作用。 可見，在一個磁狀態(tài)范圍內，電樞磁動勢在剛開始為最大去磁，然后去磁磁動勢逐漸減小；在1/2磁狀態(tài)時既不去磁也不增磁；在后半個磁狀態(tài)內增磁逐漸增大，最后達到最大值。增磁和去磁磁動勢的大小等于電樞合成磁動勢Fa在轉子磁極軸線上的投影，其最大值為特種電機及其控制38式中F 每相繞組的磁動勢；W每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)； Kw繞組系數(shù)。 由于在無刷直流電動機中磁狀態(tài)角比較大，直軸電樞反應磁動勢可以達到相當大的數(shù)值，為了避免使永磁體發(fā)生永久失磁，在設計時必須予以注意。 特種電機及其控

10、制391-4 無刷直流電動機基本公式與數(shù)學模型無刷直流電機的磁場、電勢、電流波形方波電動機梯形波反電勢與方波電流特種電機及其控制401.4.1 無刷直流電動機的數(shù)學模型 假設 (1) 電動機的氣隙磁感應強度在空間呈梯形(近 似為方波)分布；(2) 定子齒槽的影響忽略不計；(3) 電樞反應對氣隙磁通的影響忽略不計；(4) 忽略電機中的磁滯和渦流損耗； (5) 三相繞組完全對稱。 直接利用電動機本身的相變量來建立數(shù)學模型 特種電機及其控制41三相繞組的電壓平衡方程為定子相繞組電壓定子相繞組電流定子相繞組自感、互感定子相繞組電動勢微分算子特種電機及其控制42當三相繞組為Y連接，且沒有中線，則：ia+

11、ib+ic=0Mia+Mib=-MicMib+Mic=-MiaMia+Mic=-Mib所以得電壓方程：特種電機及其控制43無刷直流電動機的等效電路如圖所示 特種電機及其控制441.4.2 無刷直流電動機的反電動勢 無刷直流電動機氣隙磁密及反電動勢波形如下圖所示 特種電機及其控制45設電樞繞組導體的有效長度為La，導體的線速度為v，則單根導體在氣隙磁場中感應的電動勢為 (V) (m/s) 如電樞繞組每相串聯(lián)匝數(shù)為W，則每相繞組的感應電動勢幅值為 特種電機及其控制461.4.3 無刷直流電動機穩(wěn)態(tài)性能的動態(tài)模擬 依據(jù)基爾霍夫定律，可得換相過程中的電路方程為續(xù)流結束后，換相完成，電路方程變?yōu)椋?以上

12、兩式構成了無刷直流電動機的線電壓模型 特種電機及其控制471.4.4 無刷直流電動機穩(wěn)態(tài)性能的簡化分析 為了簡化分析，假設不考慮開關器件動作的過渡過程，并忽略電樞繞組的電感。這樣，無刷直流電動機的電壓方程可以簡化為： 式中UT開關器件的管壓降；Ia 電樞電流； E 線電動勢，即電機的反電動勢。 特種電機及其控制48對于三相六狀態(tài)無刷直流電動機，任一時刻都有兩相繞組導通，故電機的反電動勢為 式中Ce 電機的電動勢常數(shù)， 電樞繞組的電流為 在任一時刻，電機的電磁轉矩由兩相繞組的合成磁場和轉子磁場相互作用產生，則 特種電機及其控制49電機的轉速為 空載轉速為 電動勢系數(shù)為 轉矩系數(shù)為 特種電機及其控

13、制501-5 無刷直流電動機的運行特性1.5.1 機械特性機械特性曲線 堵轉轉矩為 特種電機及其控制51調節(jié)特性 1.5.2 調節(jié)特性調節(jié)特性的始動電壓和斜率分別為特種電機及其控制521.5.3 工作特性工作特性 120W樣機效率特性 特種電機及其控制531.6 無刷直流電動機的轉矩脈動1.6.1 轉矩脈動的定義及引起轉矩脈動的原因轉矩脈動定義為 轉矩脈動的主要原因電磁因素引起的轉矩脈動換相引起的轉矩脈動 ；定子齒槽引起的轉矩脈動；電樞反應的影響 ；機械工藝引起的轉矩脈動 特種電機及其控制541.6.2 換相與轉矩脈動1.換相過程中的相電流和轉矩 換相過程中電路方程為由于又得特種電機及其控制5

14、5整理，得換向過程中各相電流變化公式：特種電機及其控制56解上述微分方程組，并考慮各相電流的初值和終值為換相前后各相電流的穩(wěn)態(tài)值 ，得特種電機及其控制572.電機轉速對換相的影響(三種情況)1）ia與ib變化率相等，即ia降為0的同時, ib達到穩(wěn)態(tài)值I令ia(tf)=0，可得換相時間為令ib(tf)=I，可得換相時間為所以： U=4E上式反應了在該換相條件下，外加電壓與電機繞組反電勢(也即轉速)之間的相應關系特種電機及其控制58情況1特點：換相電流同時達到穩(wěn)態(tài)情況1條件： U=4E換相電流變化曲線特種電機及其控制59換相電流變化曲線2）ia降為零時，ib還未達到穩(wěn)態(tài)值I此時所以情況2發(fā)生的條

15、件：U4E特種電機及其控制613. 不同換相過程中轉矩的脈動換相過程中的電磁轉矩：因ia十ib十ic0，則有:換向期間電磁轉矩與非換向相繞組中的電流成正比特種電機及其控制62對于情形1：U4E,T保持恒定對于情形2： U4E,T增加在非換相時，即每個導通狀態(tài)內，電機的電磁轉矩為當U4E時：換向轉矩脈動為:結 論1、換相轉矩脈動決定于繞組反電勢，也就是電機的轉速，而與電樞穩(wěn)態(tài)電流無關。2、當轉速很低或堵轉時，E0, Tr50；3、當轉速很高時，U2E ,Tr=-50；4、當轉速滿足時，U4E , Tr=0。特種電機及其控制641-7 無刷直流電動機轉子位置信號的檢測1.7.1 轉子位置傳感器磁敏

16、式位置傳感器 霍爾元件電磁式位置信感器 高頻線圈光電式位置信感器 光耦合器件特種電機及其控制65置于磁場中的載流體，如果電流方向與磁場垂直，則在垂直于電流和磁場的方向會產生一附加的橫向電場，這個現(xiàn)象是霍普金斯大學研究生霍爾于1879年發(fā)現(xiàn)的，后被稱為霍爾效應。霍爾器件以霍爾效應為其工作基礎，是一種磁傳感器?？梢詸z測磁場及其變化，可在各種與磁場有關的場合中使用?；魻杺鞲衅髦饕袃纱箢?，一類為開關型器件，一類為線性霍爾器件。特種電機及其控制66Hall IC霍爾元件磁電轉換Hall IC霍爾元件功能方框圖特種電機及其控制67Hall IC 安裝方式第一種方式：將霍爾元件粘貼于電機端蓋內表面，靠近霍

17、爾元件并與之有一小間隙處，安裝著與電機軸同軸的永磁體。第二種方式：直接將霍爾元件敷貼在定子電樞鐵心氣隙表面或繞組端部緊靠鐵心處，利用電機轉子上的稀土磁體主極作為傳感器的水滋體，根據(jù)霍爾元件的輸出信號即可判斷轉子磁極的位置，將信號放大處理后便可驅動逆變器工作。特種電機及其控制68Hall IC 安裝示意圖1、三個霍爾元件在空間依次相差120o電角度2、傳感器磁極與轉子磁極同軸旋轉、極數(shù)相等、極性相對應特種電機及其控制69電磁式位置傳感器的定子由磁芯、高頻激磁繞組和輸出繞組組成，轉子由扇形磁芯和非導磁襯套組成定、轉子磁芯均由高頻導磁材料(如軟磁鐵氧體)制成。電機運行時，輸入繞組中通以高頻激磁電流，

18、當轉子扇形磁芯處在輸出繞組下面時，輸入和輸出繞組通過定、轉子磁芯耦臺，輸出繞組中則感應出高頻信號，經濾波整形和邏輯處理后，即可控制逆變器開關管。特種電機及其控制70優(yōu)點1：電磁式傳感器具有較高的強度，可經受較大的振動沖擊，故多用于航空航天領域。優(yōu)點2：電磁式位置傳感器輸出信號較大，一般不需要經過放大便可直接驅動開關管，但因輸出電壓是交流，必須先整流。缺點：傳感器過于笨重復雜，因而大大限制了其在普通條件下的應用。特種電機及其控制71(a) 光電傳感器電路原理圖 (b) 4極電機所用的遮光盤 對于兩相導通星形三相六狀態(tài)無刷直流電動機，三個光電開關在空間依次相差120電角度，光電開關與電樞繞組的相對

19、位置以及遮光盤與轉子磁極的相對位置類似于霍爾位置傳感器。 光電式位置傳感器是由裝在電機轉子上的遮光盤和固定不動的光電開關組成的，其原理如圖 (a)所示。遮光盤上開有180電角度的扇形開口，扇形開口的數(shù)目等于無刷直流電動機轉子磁極的極對數(shù)，4極電機所用遮光盤如圖 (b)所示；光電開關通常采用將發(fā)光二極管和光敏三極管封裝在一起的光斷續(xù)器。 特種電機及其控制721.7.2 常用的無位置傳感器位置檢測方法反電動勢檢測法續(xù)流二極管工作狀態(tài)檢測法定子三次諧波檢測法瞬時電壓方程法特種電機及其控制731.7.2 利用反電動勢檢測轉子位置1. 用端電壓法檢測反電動勢過零點 A、B相導通時的電流回路圖 特種電機及

20、其控制74電機三相繞組輸出端對直流電源地的電壓方程組為 反電動勢過零檢測方程組為 特種電機及其控制75三相繞組反電動勢過零點檢測方程組的第二種形式為 三相繞組反電動勢過零點檢測方程組的又種形式為 特種電機及其控制76基于端電壓的反電動勢檢測電路 特種電機及其控制77基于相電壓的反電動勢檢測電路 2. 用相電壓法檢測反電動勢過零點 將上圖中檢測電阻的中性點O與電源的負極斷開，就得到如圖所示的檢測電路 反電動勢的檢測方程組為 特種電機及其控制783. 換相點的確定延遲30換相原理圖 特種電機及其控制791-8 無刷直流電動機的控制原理及實現(xiàn)1.8.1 無刷直流電動機控制系統(tǒng)原理特種電機及其控制80

21、1.8.2 數(shù)字控制系統(tǒng)中PID控制算法的實現(xiàn)PID(比例、積分、微分)控制算法常用于需要對變化的條件進行校正的閉環(huán)控制系統(tǒng)。 控制規(guī)律為 離散的增量式PID控制算法為 特種電機及其控制811.8.3 PWM調制方式(1) on_pwm型 特種電機及其控制82(2) pwm_on型 特種電機及其控制83(3) H_pwm-L_on型 在各自的120導通區(qū)間內，上橋臂功率開關通過PWM調制、下橋臂開關管恒通。(4) H_on-L_pwm型 特種電機及其控制84(5) H_pwm-L_pwm型 特種電機及其控制85由于功率開關管只能單向導通，所以BLDCM反轉不能靠通以反向電壓實現(xiàn)。只有靠控制繞組

22、的導通順序來實現(xiàn)。換相邏輯轉向1.8.4 無刷直流電機正反轉位置傳感器與定子繞組、磁極的相互關系Hall ICPMPM特種電機及其控制86正轉時相互位置關系uha=uhb=1uhc=0AB導通uha=uhc=0uhb=1AC導通特種電機及其控制87正轉邏輯特種電機及其控制88反轉時相互位置關系uhb=uhc=1uha=0BC導通uha=uhc=0uhb=1AC導通特種電機及其控制89反轉邏輯特種電機及其控制90正、反轉時開關管的導通邏輯關系特種電機及其控制911.8.5 控制系統(tǒng)的實現(xiàn)控制器是無刷直流電動機的三大組成部分之一，它主要包括開關主電路(即逆變器)、驅動電路和控制電路。特種電機及其控

23、制921、 開關主電路對于單相交流電源供電、電機采用三相電樞繞組時，典型的開關主電路通常由整流電路、濾波電路、緩沖電路和逆變電路構成特種電機及其控制93整流電路由變壓器TR1和整流橋BRl組成,將交流電源轉換為直流電源濾波電路實現(xiàn)直流電源的低通濾波，形成低內阻硬持性直流電壓源，同時與繞組感性負載交換無功功率，其功能由大電容C2實現(xiàn)緩沖電路是為減少開關管承受的尖峰電壓。由R3、C3、D7組成RDC緩沖電路。緩沖電容C3應選用高頻特性好的無感電容，D7應選擇過渡正向電壓低、反向恢復時間短的快速恢復二極管。逆變電路：功率開關管T1T6、續(xù)流二極管D1D6功率開關管TlT6通常為GTR、功率MOSFE

24、T、IGBT、GTO以及MCT等功率電子器件，也可以為功率集成電路PIC或智能功率模塊IPM特種電機及其控制942 、驅動電路 驅動電路將控制電路的輸出信號進行功率放大，并向各開關管送去能使其飽和導通和可靠關斷的驅動信號。驅動電路的工作方式直接影響著開關管的一些參數(shù)和特性，從而影響著整個電機控制系統(tǒng)的正常工作。開關管的種類不同，對驅動信號的要求也不同，因而對應的驅動電路也不同。特種電機及其控制95常見集成驅動電路特種電機及其控制963、 控制電路控制電路是無刷直流電動機正常運行并實現(xiàn)各種調速伺服功能的指揮中心，它主要完成以下功能：1)對轉子位置傳感器輸出的信號、PWM調制信號、正反轉和停車信號

25、進行邏輯綜合, 給驅動電路提供各開關管的斬波和選通信號, 實現(xiàn)電機的正反轉及停車控制。2)產生PWM調制信號，使電機的電壓隨給定速度信號而自動變化，實現(xiàn)電機開環(huán)調速。3)對電動機進行速度閉環(huán)調節(jié)和電流閉環(huán)調節(jié)，使系統(tǒng)具有較好的動態(tài)和靜態(tài)性能。4)實現(xiàn)短路、過流和欠壓等故障保護功能等。特種電機及其控制97控制電路的形式:1、分立元件全模擬電路經濟型2、專用集成控制電路 規(guī)?；?、專用3、數(shù)?；旌峡刂齐娐?半數(shù)字化 (PID)4、全數(shù)字控制電路 高性能(MCU DSP)特種電機及其控制981-9 無刷直流電動機控制專用集成電路及其應用1.9.1 無刷直流電動機專用集成電路 部分無刷直流電動機專用集成

26、電路 特種電機及其控制99 部分無刷直流電動機專用集成電路 特種電機及其控制1001.9.2 無刷直流電動機控制器的(MC3303)應用MC33033 引腳功能介紹 特種電機及其控制101具有PWM 開環(huán)速度控制、使能控制(起動或停止)、正反轉控制和能耗制動控制等功能 在外圍加少許元件，便可以實現(xiàn)軟起動，調試及檢測非常方便 內部有鋸齒波振蕩器，頻率可以根據(jù)需要進行設定 具有過流保護、欠壓保護、過熱保護功能 20腳塑封封裝，內部帶有溫度補償基準電源和轉子位置傳感器譯碼電路 MC3303的主要特點如下 特種電機及其控制102MC3303的典型應用電路 特種電機及其控制1031.9.3 無位置傳感器

27、無刷直流電動機控制器 ML4428的應用ML 4428管腳功能介紹 特種電機及其控制104ML 4428管腳功能介紹(續(xù)) 特種電機及其控制105片內含有PWM轉速控制電路，根據(jù)參考值進行變速控制。速度環(huán)由片內放大器控制，速度信號的檢測通過監(jiān)測VCO(壓控振蕩器)的輸出來完成 采用專門的起動技術，起動順序為：檢測位置、驅動、加速、設定速度；起動速度快，起動時無反轉 只用一個外部電阻就可調節(jié)和設定所有臨界電流 可直接驅動12V電機的場效應管；也可用高端(對應逆變器的上橋臂)柵極驅動器驅動高壓電機；可直接驅動外部場效應管的柵極且確保其不被擊穿 由壓控振蕩器(VCO)、反電動勢取樣誤差放大器和順序器

28、構成鎖相環(huán)，利用鎖相技術實現(xiàn)三相無刷直流電動機的閉環(huán)換相 ML4428的主要特點如下 特種電機及其控制106ML4428的功能框圖 特種電機及其控制107反電動勢檢測電路 特種電機及其控制108ML 4428驅動2460V電機 特種電機及其控制1091-10 無刷直流電動機的單片機控制1.10.1 電機控制用單片機的選擇可以實現(xiàn)較復雜的控制 提高了控制的靈活性和適應性 無零點漂移，控制精度高 可提供人機界面，多機聯(lián)網(wǎng)工作 使電路更簡單 用微處理器取代模擬電路作為電動機的控制器有以下優(yōu)點 特種電機及其控制1101.10.2 基于C8051單片機的無刷直流電機控制原理圖 特種電機及其控制111二二

29、導通方式下控制字(順時針旋轉) 特種電機及其控制112二二導通方式下控制字(逆時針旋轉) 特種電機及其控制1131.10.3 基于MCS-96系列單片機的控制系統(tǒng)原理圖 特種電機及其控制114位置信號檢測電路 特種電機及其控制115IR2130與單片機和IGBT逆變器的接口 特種電機及其控制116過電流檢測電路 特種電機及其控制117過電壓檢測電路 特種電機及其控制118WG專用寄存器 特種電機及其控制119邊沿對準PWM波形的發(fā)生 特種電機及其控制120控制軟件流程圖 特種電機及其控制1211-11 基于DSP的無刷直流電動機無位置傳感器控制基于DSP的無位置傳感器控制系統(tǒng)硬件 特種電機及其

30、控制1221.11.1 TMS320LF2407的事件管理器簡介 比較單元與CMP/PWM脈沖輸出 捕獲單元 正交編碼脈沖(QEP)單元鑒相倍頻 通用定時器 特種電機及其控制123換相控制電平與換相關系 特種電機及其控制124反電動勢過零檢測電路 特種電機及其控制125檢測信號作為開關管驅動信號 特種電機及其控制126基于DSP的無刷直流電動機無位置傳感器控制系統(tǒng)原理圖 1特種電機及其控制127端電壓檢測電路及其與DSP接口 特種電機及其控制128基于DSP的無刷直流電動機無位置傳感器控制系統(tǒng)原理圖 2特種電機及其控制129無刷直流電機轉子定位過程示意圖 特種電機及其控制130三段式起動 特種

31、電機及其控制131電流檢測與保護電路原理 特種電機及其控制132上橋PWM調制、下橋“通”時續(xù)流回路 特種電機及其控制133上橋“通”、下橋PWM調制時續(xù)流回路 特種電機及其控制134故障處理電路原理圖 特種電機及其控制135 軟件控制流程 特種電機及其控制136BLDCM 的研究熱點新型無位置傳感器檢測方法與控制全數(shù)字、高性能控制系統(tǒng)特殊結構電機及其準確分析應用研究(電動車、智能家電)特種電機及其控制第2章開關磁阻電機及其驅動控制系統(tǒng) (SRD)2.1 SRM 傳動系統(tǒng)2.2 SRM 基本方程與性能分析2.3 SRD的 控制原理2.4 SRD 的功率變換器2.5 SRD 傳動系統(tǒng)的反饋信號檢

32、測2.6 SRD 控制系統(tǒng)原理及其實現(xiàn)2.7 基于單片機的SRD控制系統(tǒng)2.8 基于DSP的SRD控制系統(tǒng)2.9 開關磁阻發(fā)電機特種電機及其控制2.1 SRD傳動系統(tǒng)2.1.1 SRD傳動系統(tǒng)的組成特種電機及其控制SR電動機定、轉子實際結構 特種電機及其控制SR電機結構與原理結構特點：1、雙凸極結構2、定子集中繞阻、繞組為單方向通電 3、轉子無繞阻特種電機及其控制2.1.2 運行原理：磁阻最小原理電機原理演示磁通總要沿著磁阻最小路徑閉合，一定形狀的鐵心在移動到最小磁阻位置時，必定使自己的軸線與主磁場的軸線重合A-A 通電 1-1 與A-A重合B-B 通電 2-2 與B-B重合C-C 通電 3-

33、3 與C-C重合D-D 通電 1-1 與D-D重合依次給A-B-C-D繞組通電，轉子逆勵磁順序方向連續(xù)旋轉特種電機及其控制12/8 極三相開關磁阻電動機特種電機及其控制以不同的顏色表示磁場強弱，藍色磁場最弱，綠色強當某一相通電時，磁極極尖處磁場強特種電機及其控制特種電機及其控制特種電機及其控制特種電機及其控制特種電機及其控制特種電機及其控制特種電機及其控制特種電機及其控制特種電機及其控制特種電機及其控制特種電機及其控制特種電機及其控制特種電機及其控制特種電機及其控制特種電機及其控制特種電機及其控制特種電機及其控制特種電機及其控制特種電機及其控制特種電機及其控制1、依次給A-B-C-A繞組通電，

34、轉子逆勵磁順序方向連續(xù)旋轉。改變繞組導通順序，就可改變電機的轉向2、通電一周期，轉過一個轉子極距tr=360/Nr3、步距角 qb=tr/m=360/(mNr)4、轉矩方向與電流無關,但轉矩存在脈動。5、需要根據(jù)定、轉子相對位置投勵。不能像普通異步電機一樣直接投入電網(wǎng)運行，需要與控制器一同使用。結 論：特種電機及其控制2.1.3 開關磁阻電動機的相數(shù)與結構 相數(shù)與級數(shù)關系1、為了避免單邊磁拉力，徑向必須對稱，所以雙凸極的定子和轉子齒槽數(shù)應為偶數(shù)。2、定子和轉子齒槽數(shù)不相等，但應盡量接近。因為當定子和轉子齒槽數(shù)相近時，就可能加大定子相繞組電感隨轉角的平均變化率，這是提高電機出力的重要因素。特種電

35、機及其控制SR電動機常用的相數(shù)與極數(shù)組合 特種電機及其控制 相數(shù) 3 4 5 6 7 8 9定子極數(shù) 6 8 10 12 14 16 18轉子極數(shù) 4 6 8 10 12 14 16步進角(度) 30 15 9 6 4.28 3.21 2.5 SR電機常用方案相數(shù)與轉矩、性能關系：相數(shù)越大，轉矩脈動越小，但成本越高，故常用三相、四相，還有人在研究兩相、單相SRM低于三相的SRM 沒有自起動能力特種電機及其控制外轉子單相SR電動機 特種電機及其控制利用永磁體輔助起動的單相SR電動機 特種電機及其控制（1） 2-phase 4 stator pole/2 rotor pole（2） 4-phase

36、 8 stator pole/6 rotor pole（3） 3-phase 6 stator pole/4 rotor pole（4） 5-phase 10 stator pole/8 rotor pole特種電機及其控制2.1.4 SRD特點1)電動機結構簡單、成本低、適用于高速, 開關磁阻電動機的結構比通常認為最簡單的鼠籠式感應電動機還要簡單。2)功率電路簡單可靠 因為電動機轉矩方向與繞組電流方向無關，即只需單方向繞組電流，故功率電路可以做到每相一個功率開關。特種電機及其控制SRD特點：3)各相獨立工作，可構成極高可靠性系統(tǒng) 從電動機的電磁結構上看，各相繞組和磁路相互獨立，各自在一定軸角

37、范圍內產生電磁轉矩。而不像在一般電動機中必須在各相繞組和磁路共同作用下產生一個圓形旋轉磁場，電動機才能正常運轉。4)高起動轉矩，低起動電流 控制器從電源側吸收較少的電流，在電機側得到較大的起動轉矩是本系統(tǒng)的一大特點。 （SR:0.4IN,1.4TN IM:6-7IN,2-3TN）特種電機及其控制 SRD特點：5)適用于頻繁起停及正反向轉運行 SRD系統(tǒng)具有的高起動轉矩，低起動電流的特點，使之在起動過程中電流沖擊小，電動機和控制器發(fā)熱較連續(xù)額定運行時還小。6)可控參數(shù)多，調速性能好 控制開關磁阻電動機的主要運行參數(shù)和常用方法至少有四種:相開通角,相關斷角, 相電流幅值,相繞組電壓。特種電機及其控

38、制7)效率高，損耗小 SRD系統(tǒng)是一種非常高效的調速系統(tǒng)。8)可通過機和電的統(tǒng)一協(xié)調設計滿足各種特殊使用要求 。9)缺點：轉矩脈動、振動、噪聲 但可通過特殊設計克服 SRD特點：特種電機及其控制2.1.5 SRD發(fā)展概況7.5 kW 、1500 r/min幾種調速系統(tǒng)性能比較 特種電機及其控制航空工業(yè) 家用電器 機械傳動 精密伺服系統(tǒng) 電動車 2.1.6 SRD的應用與研究動向應用特種電機及其控制SRD的研究方向SR電機設計研究：鐵心損耗計算、轉矩脈動、噪聲、優(yōu)化設計等理論SR電機的控制策略研究：最優(yōu)控制，減小轉矩脈動、降低噪聲具有較高動態(tài)性能、算法簡單、可抑制參數(shù)變化、擾動及各種不確定性干擾

39、的新型控制策略智能控制策略SR電機的無位置傳感器控制SR電機的振動、噪聲研究無軸承SR電機研究（磁懸浮）SR電機應用研究：電動車、發(fā)電機、一體化電機等特種電機及其控制2.2 SR電機基本方程與性能分析不計磁滯、渦流及繞組間互感時，m相SR電機系統(tǒng)示意圖 J轉子與負載的轉動慣量 D粘性摩擦系數(shù) TL負載轉矩特種電機及其控制電路方程第k相繞組的相電壓平衡方程:特種電機及其控制磁鏈方程所以：電阻壓降變壓器電動勢運動電動勢(轉子位置改變)特種電機及其控制機械運動方程：式中Te電磁轉矩；J系統(tǒng)的轉動慣量；K摩擦系數(shù)；TL負載轉矩。 特種電機及其控制 電磁轉矩：磁共能的表達式為：Y-iSR電機的瞬時電磁轉

40、矩Te可由磁共能Wc導出：SR電機的平均電磁轉矩Tav特種電機及其控制2.2.2基于理想線性模型的SR電動機分析 線性模型：不計磁路飽和，假定繞組電感與電流無關，此時電感只與轉子位置有關1 0 2 3 0 4 5 SR電機相電感隨轉子位置變化特種電機及其控制stator = 1位置rotor轉子凹槽前沿與定子磁極前沿相遇位置1特種電機及其控制stator=0o位置rotor定子磁極軸線與轉子凹槽中心重合=0o特種電機及其控制stator =2位置rotor轉子磁極前沿與定子磁極前沿相遇位置2特種電機及其控制stator = 3位置轉子磁極前沿與定子磁極前沿重合位置rotor3特種電機及其控制s

41、tator =4位置rotor轉子凹槽前沿與定子磁極后沿重合位置4特種電機及其控制stator =5位置rotor轉子凹槽前沿與定子磁極前沿相遇位置5特種電機及其控制1 0 2 3 0 4 5 =0 定子磁極軸線與轉子凹槽中心重合1(5) 轉子凹槽前沿與定子磁極前沿相遇位置2 轉子磁極前沿與定子磁極前沿相遇位置3 轉子磁極前沿與定子磁極前沿重合位置4 轉子凹槽前沿與定子磁極后沿重合位置特種電機及其控制SR電機繞組電感的分段線性解析式：K=(Lmax-Lmin)/(3-2)= (Lmax-Lmin)/s特征：隨定、轉子磁極重疊的增加和減少，相電感在Lmax 和Lmin之間線性地變化 。Lmin為

42、定子磁極軸線對轉子凹槽中心時的電感, Lmax定子磁極軸線對轉子磁極軸線的電感 。特種電機及其控制相電流解析分析第k相繞組模型續(xù)流結束角特種電機及其控制忽略電阻，相繞組電壓方程：所以：而： =L i相電流解析分析同時可以導出：KT為常數(shù)特種電機及其控制1) 當12,L=Lmin ,Us為+因： L=Lmin , Us取+, 則：又： i(on)=0, 所以，當12時，特種電機及其控制2) 當2off,L=Lmin+K(-2)，Us為+積分得：特種電機及其控制由初始條件： i(2)=Us(2-on)/( Lmin) 確定 C=Uson/，所以,2) 當2 off時在2off 期間特種電機及其控制

43、3) 當off3,L=Lmin+K(-2)，Us為-4) 當34,L=Lmax，Us為-5) 當42off- on5,L=Lmax-K(-4)，Us為-特種電機及其控制開通角關斷角特種電機及其控制on2 :電感上升，使繞組電流下降off3 : 在電感達最大之前，繞組關斷，繞組續(xù)流。3z4 (z=2off-on) 在電感下降之前，續(xù)流結束。否則會產生反向轉矩典型電流波形特種電機及其控制不同開通角下電流波形特點：開通角越小，電流幅值越大，續(xù)流時間越長。特種電機及其控制不同關斷角下電流波形特種電機及其控制變化趨勢：結構一定，在on和off不變時，繞組電流隨外加電壓的增大而增大，隨轉速的升高而減??；通

44、過調整開關角和關斷角也可以影響繞組電流，從而就間接地使電動機的電磁轉矩增大。 影響繞組電流的因素：外加電源電壓Us、角速度r、開通角on、關斷角off、最大電感Lmax、最小電感Lmin、定子極弧s等。 線性模型忽略了許多因素，計算結果誤差很大，只能定性地說明影響電流、轉矩的因素。特種電機及其控制為避免繁瑣計算，又近似考慮磁路的飽和效應，常借助準線性模型：將實際非線性磁化曲線分段線性，且不考慮磁耦合兩段線性處理：一段為飽和段，視為與=0的位置的磁化曲線平行,斜率為Lmin；一段為非飽和段，為L(,i)的 不飽和段。準線性模型分析實際磁化曲線分段線性磁化曲線i1特種電機及其控制準線性模型繞阻電感

45、L(i,):特種電機及其控制 基于準線性模型，L(i, )是可解析的，可以分別求出繞阻磁鏈與磁共能的分段解析式，由此得到SR電機的瞬時轉矩的分段解析式：特種電機及其控制在相電流為理想平頂波的情況下，SR電機平均電磁轉矩Tav的解析式 當SR電動機運行在電流值很小的情況下，磁路不飽和，電磁轉矩與電流平方成正比；當運行在飽和情況下，電磁轉矩與電流的一次方成正比。這個結論可以作為制定控制策略的依據(jù)。特種電機及其控制1) on 是控制轉矩的重要參數(shù)：一定時，若開通角on較小，相電流直線上升時間較長，從而增大電流，提高轉矩。2) 在on一定時，增大off,平均轉矩也相應增大。但導通角c= off- on

46、有一個最佳值，超過此值， c 增大，平均轉矩反而減小。討論：特種電機及其控制2.3 SR電機的控制原理SR電機固有機械特性：F為以電機結構參數(shù)(m，Nr， 2，Lmax，Lmin)和控制參數(shù)(on ,off)為變量的函數(shù)整理得：對一定電機，結構參數(shù)一定。如Us、 on 、off一定，則電機的固有機械特性為：Tav=k/ 2 P=k/ 特種電機及其控制 SR電動機的基本機械特性 特種電機及其控制SR電機的基速SR電機的固有機械特性類似與直流電機的串勵特性。對給定SR電機，在最高電壓Us和最大允許電流條件下，存在一個臨界角速度。即SR電機得到最大轉矩的最高角速度，稱為基速。特種電機及其控制SR電機

47、控制策略：*基速以下，電流斬波控制(CCC)，輸出恒轉矩可控量為：Us、 on 、off控制法1：固定on ,off，通過電流斬波限制電流，得到恒轉矩控制法2：固定on ,off，由速度設定值和實際值之差調制Us，進而改變轉矩*基速以上，角度位置控制(APC)，輸出恒功率特種電機及其控制設定電流上、下幅值的斬波圖 特種電機及其控制設定電流上限和關斷時間斬波圖 特種電機及其控制PWM斬波調壓控制的電流波形 特種電機及其控制APC運行時Tav與on、off的關系 特種電機及其控制控制方式的合理選擇 特種電機及其控制電流斬波的最高限速Cmax (on0切向力負轉矩e=/2 Te=maxe=兩齒之間切

48、向力抵Te=0e 位于下個定子齒附近，產生正轉矩特種電機及其控制314三相電機兩相通電的矩角特性2、多相通電對于三相步進電動機來說，兩相通電時的最大轉矩與單相通電時的最大轉矩相同，也就是說，三相步進電動機不能靠增加通電相數(shù)來提高最大轉矩。多相通電時的矩角特性可近似地由每相單獨通電時的矩角特性疊加求出特種電機及其控制3153單步運行與最大負載能力1）負載TLTL 轉子加速向新平衡點a運動。特種電機及其控制316 步進運行所能提供的連續(xù)的最大驅動轉矩為A、B兩條曲線的交點縱坐標Tq。只有當負載轉短TLTq時，步進電動機才能帶動負載作步進運動。因此，Tq 稱為最大負載轉矩或啟動轉矩。2）負載TLTq

49、-A相通電穩(wěn)定平衡位置為d點A相B相:轉子位置來不及變化（慣性），矩角特性變?yōu)榍€B,TdTL 轉子不能向新平衡點e運動。特種電機及其控制317三相電機兩相通電的矩角特性三相步進電機六拍通電方式下，Tq升高，有助于電機的穩(wěn)定運行。特種電機及其控制3183.2.3 步進電機的矩頻特性步進電動機的輸出轉矩與控制脈沖頻率之間的關系稱為矩頻特性步進電動機矩頻特性特點：下降曲線。以最大負載轉矩（啟動轉矩）Tq為起點，隨著控制脈沖頻率增加，步進電動機的轉速逐步升高、而帶負載能力卻下降共振區(qū)特種電機及其控制319矩頻特性下降的原因：步進電動機的驅動電路1）、繞組電感影響：繞組中的電流上升和下降都需要定的時間

50、。當脈沖頻率較低時繞組通電的周期較長，電流的平均值較大，電動機獲得的能量較高，能維持較高的轉矩；當脈沖頻率較高時，繞組中通電的周期較短, 電流的平均值較小，電動機獲得的能量較少，轉矩下降。2）鐵耗： 隨著頻率上升，轉子轉速升高，在定子繞組中產生的附加旋轉電勢使電動機受到更大的阻尼轉矩，鐵芯的渦損也增加。特種電機及其控制3201)減小時間常數(shù)可增大電阻。為了保證通電回路中的電流不變，在增加電阻的同時，還要提高電源電壓。2)改進工作方式采用多相勵磁的工作方式，例如，三相步進電動機的雙三拍、六拍方式。多相勵磁工作方式使每一相通電的時間延長，電動機就能獲得較多的能量，使高額時輸出的轉矩增加。提高矩頻特

51、性的高頻性能措施特種電機及其控制3213.3 步進電動機驅動控制器的構成1、對驅動電源的基本要求1）驅動電源的相數(shù)、通電方式和電壓、電流都 滿足步進電動機的需要；2）要滿足步進電動機的起動頻率和運行頻率的要求；3）能最大限度地抑制步進電動機的振蕩；4）工作可靠，抗干擾能力強；5）成本低、效率高、安裝和維護方便。特種電機及其控制3222、驅動控制器的組成步進電動機的驅動電源主要由脈沖發(fā)生器、脈沖分配器和脈沖放大器（也稱功率放大器）三部分組成。特種電機及其控制323脈沖分配器脈沖分配器根據(jù)指令把脈沖按一定的邏輯關系加到各相繞組的功率放大器上，使電機按一定方式運行，實現(xiàn)正、反轉和定位。傳統(tǒng)電路：門電

52、路+觸發(fā)器組成集成電路：如CH205(CMOS)三相六拍脈沖分配器脈沖發(fā)生器脈沖發(fā)生器是一個脈沖頻率在幾赫到幾十千赫內可連續(xù)變化的脈沖信號發(fā)生器。最常見的有多諧振蕩器和單結晶體管構成的張弛振蕩器兩種。趨勢：單片機控制步進電機由單片機實現(xiàn)脈沖發(fā)生器+脈沖分配器的功能特種電機及其控制324單極性驅動電路：適用于反應式步進電動機3.4 步進電機的功率驅動電路按照電流流過繞組的方向是單向還是雙向，功率放大電路可分為：雙極性驅動電路：適用于永磁式和混合式步進電動機特種電機及其控制325步進電動機單電壓驅動電路3.4 步進電機的功率驅動電路1、單電壓驅動續(xù)流電路R1、R2：限流、減小通電和續(xù)流的時間常數(shù)線

53、路簡單功放元件少成本低效率低特 點3.4.1 單極性驅動電路特種電機及其控制3262、雙電壓驅動1) 雙電壓法：在低頻段使用較低的電壓驅動，在高頻段使用較高的電壓驅動低頻：給T1低電平關斷。繞組由低電壓VL供電，控制脈沖通過T2使繞組得到低壓脈沖。雙電壓驅動原理高頻：給T1高電平導通。D2反向截止，切斷低電壓電源VL，電動機繞組由高電壓VH供電、控制脈沖通過T2，使繞組得到高壓脈沖。特種電機及其控制327雙電壓驅動原理特點保證了低頻段仍然只有單電壓驅動的特點。在高頻段具有良好的高頻性能，但仍沒擺脫單電壓驅動的弱點，限流電阻仍然會產生損耗和發(fā)熱。特種電機及其控制328高低壓驅動原理2)高低壓法：

54、不論電動機工作頻率如何，在繞組通電開始用高壓供電，使繞組中電流迅速上升，而后用低壓來維持繞組中的電流。高低壓開關脈沖同時起步，高壓脈沖很窄開始時T1T2同時導通, VH供電，i迅速上升VH很快關斷，VL繼續(xù)供電。特種電機及其控制329 高低壓驅動法是目前普遍應用的一種方法。由于這種驅動在低頻時電流有較大的上沖，電動機低頻噪聲較大。存在低頻共振現(xiàn)象，使用時要注意。高低壓驅動原理特種電機及其控制330 斬波驅動電路R 采樣電阻,阻值很小比較器輸入：“-”端-采樣電壓 “+”端給定電壓與門3、 斬波驅動ui為低電平時Tl和T2兩個開關管均截止；ui為高電平時，T1和T2兩個開關管均導通，電源向繞組供

55、電。由于繞組電感的作用，R上的電壓逐漸升高，當超過給定電壓uc時,比較器輸出低電平與門輸出低電平 T1截止電源被切斷；當取樣電阻上的電壓小于uc時，比較器輸出高電平，與門也輸出高電平，T1又導通，電源又開始向繞組供電。特種電機及其控制331特 點T2每導通一次，Tl導通多次，繞組電流為鋸齒波。在T2導通期間，電源是脈沖式供電的，所以提高了電源效率，并且能有效地抑制共振。由于無需外接限流電阻所以提高了高頻性能，但是，由于電流波形為鋸齒形，將會產生較大的電磁噪聲。斬波供電只需單電源。斬波供電的電流波形特種電機及其控制3323.4.2 雙極性驅動電路 1、H橋驅動電路使用H橋驅動，每相繞組必須用一個

56、H橋。當電機的相數(shù)較多時，所用的開關管較多，成本較高。為此，可采用多相橋式驅動電路，使開關管的數(shù)目減少一半。 特種電機及其控制3332、五相橋驅動五相混合式步進電動機 特種電機及其控制3343.5 步進電動機的角度細分控制原理1）電磁力的大小與繞組通電電流的大小有關。2）當通電相的電流并不馬上升到位，而斷電相的電流也非立即降為0時，它們所產生的磁場合力，會使轉子有一個新的平衡位置，這個新的平衡位置是在原來的步距角范圍內。例：m=3、Zr=40、六拍，S=1.5o,如4細分，S=0.375o3.5.1 角度細分的原理將一個步距角細分成若干小步的驅動細分驅動特種電機及其控制335 a) 三拍通電

57、(b) 六拍通電每拍通電使定子合成磁動勢在空間轉動的角度減半，則步進電機的步距角減半。 特種電機及其控制3364細分時合成磁動勢的旋轉情況 AAB ABB 特種電機及其控制337三相六拍4細分特種電機及其控制3383.5.2 角度細分控制的電路實現(xiàn) 恒頻脈寬調制細分驅動電路D觸發(fā)器: D=“1”, CLR置零R2:采樣電阻,壓降輸入比較器“-”特種電機及其控制339復習： D觸發(fā)器1、在時鐘CLK信號上升沿指揮下，D型觸發(fā)器能把D端的數(shù)據(jù)傳輸?shù)捷敵龆?。輸入端無CLK信號時，D端信號對觸發(fā)器不起作用。2、觸發(fā)器做成IC產品時，其輸入端還增加有置“0”端(CLR)或置“1”端。它們不受CLK和D信

58、號的影響，具有最高的優(yōu)先級。特種電機及其控制340當D/A轉換器輸出的ua不變時，恒頻信號CLK的上升沿使D觸發(fā)器輸出ub高電平，使開關管Tl、T2導通，繞組中的電流上升，取樣電阻R2上壓降增加。單片機為控制主體: 1)通過定時器T0輸出20kHz方波，送D觸發(fā)器，作為恒頻信號。2)輸出階梯電壓的數(shù)字信號到D/A轉換器，作為控制信號.階梯電壓的每一次變化，都使轉子走一細分步。當采樣電壓大于ua時、比較器輸出低電平，使D觸發(fā)器輸出ub為低電平，Tl、T2截止，繞組的電流下降。當R2上的壓降小于ua時，比較器輸出高電平，使D 觸發(fā)器輸出高電平，T1、T2導通，繞組中的電流重新上升。特種電機及其控制

59、341上述過程反復進行，使繞組電流的波頂為鋸齒形。因為CLK的頻率較高，鋸齒形波紋很小。當ua上升突變時，取樣電阻上的壓降小于ua，電流有較長的上升時間，電流大幅增長，上升一個階級。當ua下降突變時，R2上的壓降有較長時間大于ua，比較器輸出低電平，電源始終被切斷使電流值大幅下降，直到新的階級為止。恒頻細分電流波形特種電機及其控制342關于細分驅動的說明在國外，步進系統(tǒng)主要采用二相混合式步進電機及相應的細分驅動器。目前，采用細分技術已可將原步距角分成數(shù)百份。有人對“細分”還不是特別了解，只是認為，細分是為了提高精度，其實不然，細分主要是改進性能。以二相電機為例，假如電機為3A，如果使用常規(guī)驅動

60、器驅動該電機，電機每運行一步，其繞組內的電流將從0突變?yōu)?A或3A到0，相電流的巨大變化，必然會引起電機運行的振動和噪音。如果使用細分驅動器，在10細分的狀態(tài)下驅動該電機，每一電微步，其繞組內的電流變化只有0.3A而不是3A，且電流是以曲線規(guī)律變化的，這樣就大大的改善了電機的振動和噪音。性能上的優(yōu)點才是細分的真正優(yōu)點。由于細分驅動器要精確控制電機的相電流，所以對驅動器要有相當高的技術要求和成本亦會較高。特種電機及其控制3433.6 步進電機的單片機控制 3.6.1 脈沖分配 1. 通過軟件實現(xiàn)脈沖分配 二-三通電五相十拍運行方式(ABABCBCBCDDC CDEDEDEA EAEABAB) 有