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步进电动机运行转矩的分量及短路制动转矩

步进电动机运行转矩的分量及短路制动转矩

点击数:7709 次   录入时间:03-04 12:02:19   整理:http://www.55dianzi.com   驱动电路及控制电路
电动机开路和短路试验时,由一台同型号的步进电动机带动旋转,驱动电动机的控制脉冲频率(fψ)与被试电动机的转速、旋转电压的频率(f)成正比,由于驱动电机采取4-5通电方式,转子齿数Zr= 50,所以: 一相绕组的开路旋转感应电压有效值实测曲线如图6所示。   从曲线上任一点,例如对应于fcp =10k脉冲/s处,Uo=9.4V,可算出旋转感应电压系数为: 短路试验在较高频率下进行时,其短路电流的值几乎与转速无关,I=0. 96A。可得相绕组的等值同步电感为: 相绕组的电阻实测为: 特以上参数代入式(21,可得出短路制动电磁转矩随转速或控制脉冲频率变化的关系为:    当fcp很小时,T随fψ增大而上升,成正比为: 当fcp甚大时,T随fψ增大而下降,成反比为: 相绕组的电阻与电抗相等时,制动转矩的值最大,对应的频率为: 代入式(29)便得制动转矩最大值为:     按式(29)可计算出短路电磁转矩与角速度(用fcp表示)的关系,如图7中曲线所示。图中的×点是短路制动转矩的实测结果,由于实测的转矩中还包括了机械摩擦等转矩在内,所以比仅考虑电磁转矩的计算值略高是合理的。测量短路转矩时,被试电动机由一台直流电动机带动旋转,在不同转速下测量直流电动机的电枢电流,在予预先确定其转矩系数的情况下便不难求出被试电动机的制动转矩。 5结语   本文将步进电动机的运行转矩明确地分成2个分量,可深入认识其运行性能、控制规律及设计规律。     文中以典型的五相混合式步进电动机的星接桥式驱动系统为例进行分析,表明控制脉冲讯号只起到控制外加功放电压的作用,对于统组内部的旋转感应电压则无法关断它的回路。也就是对于旋转电压,他相当于被功放桥短路掉,因此,就旋转电压的作用,与普通同步电动机中通过电源短路的情况相类似。     分析和实例计算表明,与旋转电压对应的制动转矩分量的值,在低频段较大,会产生较显著的作用;他的最大值达保持转矩的百分之十无至百分之二十左右;在高频段则较小,几乎可以不计。     在同步电机中,这一转矩分量同样存在,但是一般的同步电机在固定频率下运行,且通常是同步电机(Xs)远大于绕组电阻(R),对应于高频段,远离产生最大制动转矩的频率,即制动转矩不大,往往可以忽略。步进电动机就不同了,他在宽广的频域内运行,包含了产生最大制动转矩的频段,在某一频段内会产生不可忽视的影响。推论可知,在变频调速的同步电动机中,也会有类似的情况。

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