自動控制元件

宋宇第四章小功率同步電動機

4.1同步電動機的構造和分類同步：電機的轉速和磁場的轉速相同，或與電源頻率成嚴格比例關系。結構：定子和轉子。定子：與異步電動機相同。作用是產生旋轉磁場。定子繞組：三相、兩相和單相。三相電機使用三相電源，產生圓形旋轉磁場。兩相繞組電機采用電容移相的辦法（實質接的單相電）。單相電機指罩極電機。電源：三相電機和單相電機。轉子材料：永磁式，磁阻式（反應式）和磁滯式。4.2永磁式同步電動機一、結構特點：轉子是永磁磁極。可以多級。二、工作原理磁極間的作用力+旋轉磁場。定子電流產生圓形旋轉磁場，磁極間同性相斥、異性相吸，旋轉磁場帶動永磁轉子共同轉動。同步轉速為r/min

4.2永磁式同步電動機三、電磁轉矩的解析表達式設轉子和定子磁極軸線的夾角（電角）為，圓柱表面磁場間的作用力矩是周期函數。基波分量電機的基本電磁轉矩：失調角或功率角四、同步運行轉子轉速與磁場相同。隨負載轉矩變化。當失調角為90°時轉矩最大。4.2永磁式同步電動機因而，永磁式同步電機的電磁轉矩宇失調角有關。若負載轉矩增大，電機失調角自動增加，以便產生較大的電磁轉矩來平衡負載轉矩，并保持轉子勻速轉動；若負載轉矩變小，失調角也變小，但電機始終保持在同步轉速。同步電機的負載轉矩不可大于最大同步轉矩。思考：某一永磁式同步電機，同步轉速1500r/min。最大輸出電磁轉矩為1Nm,問當負載轉矩為0.5Nm時，電機的轉子轉速？轉子失調角？4.2永磁式同步電動機五、起動與異步運行

純粹的同步電機起動難。旋轉磁場無慣性，轉子有慣性。轉矩時正、時負，平均為零。影響起動的因素：轉動慣量與轉速差大。解決辦法：加鼠籠啟動繞組。起動與異步時，鼠籠繞組有電流和異步轉矩使轉速接近同步轉速，磁極力拉入同步。鼠籠繞組：短時工作。4.2永磁式同步電動機六、機械特性

為最大同步轉矩，又稱為失步轉矩。為名義牽入轉矩(s=0.05)鼠籠繞組電阻小，機械特性硬，避免S=0.05處Tin太小。七、優、缺點功率較大，功率因數和效率最高，綜合性能指標較好。起動電流倍數較大，且永磁體價格貴，結構復雜，所以整機成本較高。4.2永磁式同步電動機思考：

永磁異步電動機的鼠籠繞組有何作用？為何啟動時（或轉差率較大時）鼠籠繞組產生電磁轉矩而永磁鐵不產生電磁轉矩？為何同步運行時永磁鐵產生轉矩而鼠籠繞組不產生轉矩？4.3磁阻同步電動機變磁阻或反應式同步電動機一、結構特點軟磁鋼片加非磁性金屬片。轉子不同的方向磁阻不同。磁阻隨轉角變化。凸極（導磁）。二、工作原理磁力線收縮力，使磁阻最小、磁力線最短。r/min啟動困難，需要啟動繞組。4.3磁阻同步電動機三、電磁轉矩T是θ的周期函數，周期是，基波θ=45°轉矩取得最大值。轉矩，由磁阻不同產生。分別為交軸磁阻和直軸磁阻磁阻同步電動機原理：旋轉磁場+磁阻轉矩4.3磁阻同步電動機四、磁阻轉矩與基本電磁轉矩磁化形成的臨時磁極與固有磁極，周期不同。永磁同步電機中有兩種轉矩，磁阻轉矩很小，稱為附加轉矩。直流有槽電機存在磁阻轉矩，引起轉矩波動。五、電機的起動：起動難，用鼠籠繞組。六、機械特性同永磁同步電機。七、優缺點：結構簡單，價格低，功率因數和效率低。4.4磁滯同步電動機一、磁滯電動機的結構定子結構與普通交流電機相同；轉子：隱極式結構,沒有繞組，在外圓周處是一個環狀的有效層，由具有磁滯特性的硬磁材料制成的，但預先不磁化，無固定磁極。環狀結構可以節省硬磁材料。有效層內用非磁性材料或軟磁材料制成（如黃銅、鋁合金等），稱襯套。4.4磁滯同步電動機二、旋轉磁場中磁滯材料的磁滯特性（B變化滯后于H變化）設轉子由磁滯材料制成，定子磁場是外磁場，可以旋轉。設轉子不動，外磁場轉動，兩磁場軸線夾角為。軟磁材料：。磁滯材料：。外磁場轉角小時轉子磁場軸線不變，轉角大時轉子磁場軸線轉動。磁滯角（失調角）：，最大磁滯角：。轉子磁場軸線滯后于定子磁場軸線變化，由磁滯材料特性決定三、磁滯轉矩最大磁滯轉矩4.4磁滯同步電動機四、起動過程定子繞組通電產生旋轉磁場，。相當于轉子不動，磁場以轉動。磁場夾角反復磁化，有磁滯損耗；五、同步運行六、異步運行磁滯轉矩：渦流轉矩：總轉矩七、機械特性4.4磁滯同步電動機八、異步運行時的熱損耗產生渦流損耗和磁滯損耗。磁滯材料磁滯損耗大，發熱嚴重，不宜長期異步運行。十、優缺點優點1）轉子無起動繞組，結構簡單。2）堵轉轉矩大。3）轉子結構對稱，動平衡好，轉速可以很高。缺點1）功率因數低。2）磁滯材料貴。4.5電磁減速式同步電動機又稱低速同步電動機，每分鐘幾十轉到數百轉。轉速與電源頻率成比例，可歸入同步電動機。反應式，定、轉子鐵心上都有均布的開口型齒槽。定子槽中放有兩相或三相繞組，轉子沒有繞組。每個極距下，轉子齒數比定子齒數多1。設定子、轉子齒數分別為、，極對數為p，則有4.5電磁減速式同步電動機兩級電機，定子齒數=16，則轉子齒數＝18。定子磁場轉速與轉子轉速之比為轉子轉速為r/min

結構簡單，因此制造方便，成本較低。轉速越低，定、轉子上的齒數也越多。第五章步進電動機及其控制

5.1概述名稱：轉角受脈沖信號控制，一個脈沖前進一步。電機輸入脈沖電流，脈沖電機。轉子的轉動與磁場一致，同步電機。將數字式電脈沖信號轉化為機械位移的執行元件；應用特點：廣泛用于開環位置控制控制系統，結構簡單，調試容易。應用場所：數控機床，計算機外圍設備，鐘表，數字控制系統等。類型：磁阻式，永磁式，混合式（感應子式）。5.1概述優點：1、直接數字控制，控制簡單；2、開環位置控制精度高，速度與脈沖平率嚴格正比3、自鎖能力；4、無換向裝置，機械結構簡單、堅固耐用；缺點:效率低；功率??；配驅動器；分辨力不靈活。舉例：數控機床5.2磁阻式步進電動機的工作原理一、磁阻式步進電動機的結構特點定、轉子由軟磁材料制成，定子上有控制繞組。基于磁阻變化而產生轉矩。1．單段式定子鐵心內圓上分布著若干個大齒——磁極。每個磁極上都裝有控制繞組,接成m相。每相有兩個繞組，位于一條直徑兩端。5.2磁阻式步進電動機的工作原理定子磁極數定子磁極有均布的小齒。轉子沒有繞組，鐵心外圓上也有小齒，與定子小齒完全相同。齒距角：兩齒中心線的夾角若某一磁極下定、轉子的齒對齊，則同一相的另一個磁極下的定、轉子的小齒也是對齊的，相鄰極下的定、轉子齒之間錯開轉子齒距的。

定子相鄰磁極間的轉子齒數為非整數，與整數相差1\m5.2磁阻式步進電動機的工作原理2．多段式

多段式又稱為軸向分相式。按其磁路的特點不同，又可分為軸向磁路多段式和徑向磁路多段式兩種。多段式結構復雜，轉子可細長，減小慣量。5.2磁阻式步進電動機的工作原理二、工作原理1.簡述旋轉磁場+磁阻轉矩與磁阻同步電機有區別各相繞組輪流通電，形成步進式旋轉磁場。磁阻轉矩使轉子轉到磁阻最小的位置。2.無小齒的三相磁阻式步進電動機周期性通電。通電一周期，轉過轉子的一個齒矩角。磁場順轉。5.2磁阻式步進電動機的工作原理改變通電順序，磁場和轉子反轉，轉角大小不變。結論步進電動機各相繞組輪流通電，形成步進式旋轉磁場，轉動方向取決于通電的順序。為了使電機連續轉動，通電狀態的變化應當是周期性的。通電狀態完成一個周期，轉子轉過轉子的一個齒距角。轉角大小取決于通電狀態變化次數（輸入脈沖個數），轉速取決于通斷電的頻率（脈沖頻率）。一個磁極下定轉子齒對齊，相鄰磁極下齒錯開，電機才能運動。5.2磁阻式步進電動機的工作原理3.拍數與步矩角各繞組通電的不同狀態數稱為拍數，記為N。如上述電機，拍數為3。在通、斷電的一個周期內，通電狀態改變的次數也就是拍數，改變一次通電狀態也稱為1拍。改變一次通電狀態，轉子轉過角位移稱為步距角，即每一拍(步)所轉過的角度，記為。

每個通電周期共N拍，走N步，轉過一個齒距角，故有上述電機步矩角太大，應增加轉子齒數。5.2磁阻式步進電動機的工作原理4.有小齒的四相磁阻式步進電動機定子8極4相繞組。極距包含的齒數正轉反轉1拍一周期轉一個齒距角4相單4拍，單：一個繞組通電。缺點：瞬間轉矩為零。5.2磁阻式步進電動機的工作原理5.2磁阻式步進電動機的工作原理兩相通電4相雙4拍雙：兩相1拍：一周期一個齒距角。與單拍運行相同。4相8拍5.2磁阻式步進電動機的工作原理A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A5.2磁阻式步進電動機的工作原理5.步進電動機的分配方式及轉角與轉速

步進電機通、斷電的轉換規律稱分配方式。單拍制：拍數等于相數，如四相單四拍、四相雙四拍雙拍制：拍數等于相數的2倍，如四相八拍、三相六拍；m—相數

N大，步距角小。k=1單拍制，k=2雙拍制細分電路k=4，8，16，32。用脈沖信號進行控制，一個脈沖改變一次通電狀態，轉過一個步距角，轉速步進電機轉角由脈沖個數決定，轉速由脈沖頻率決定。一臺步進電動機可有兩個步距角，如5.3磁阻式步進電動機的靜態特性當控制脈沖不斷輸入，各相按照一定順序輪流通電時，步進電機就一步一步的轉動。當控制脈沖停止，并且最后一拍通電的定子控制繞組仍通入恒定不變的電流時，通電繞組產生的電磁力將使得轉子固定不動，該狀態為步進電機的靜態。在靜態時，若有外力矩存在，電磁力將力圖把轉子拉回原位置，為靜態自鎖能力。5.3磁阻式步進電動機的靜態特性步進電機繞組通電狀態保持不變而轉子靜止的狀態稱為靜態。靜態時所具有的性能稱為靜態特性，主要指轉矩和偏轉角的關系。在步進電動機中定義電角等于轉子齒數乘以機械角，即用電角表示齒距角用電角表示的步距角為rad

以電角表示的齒距角和步距角與齒數無關。5.3磁阻式步進電動機的靜態特性一、單相通電定、轉子齒軸線夾角（電角）為偏轉角。轉矩是偏轉角的周期函數，周期為2πrad（電角）。=0的位置是穩定平衡位置，=π是不穩定平衡位置。轉矩5.3磁阻式步進電動機的靜態特性365.3磁阻式步進電動機的靜態特性37

平衡位置電磁轉矩為零，靜止不動。單相通電時的穩定平衡位置:

通電極下齒與齒對齊。不穩定平衡位置：齒與槽對齊。5.3磁阻式步進電動機的靜態特性失調角:轉子偏離穩定平衡位置的角度，等于實際角位移減去穩定平衡點的角位移。前述的轉子偏轉角也就是失調角。靜轉矩:步進電機靜止且繞組通以直流電時，由失調角引起的轉矩。矩角特性:靜轉矩與失調角的關系。最大靜轉矩，與繞組電流有關。靜穩定區：轉矩使轉子回到原平衡位置。5.3磁阻式步進電動機的靜態特性靜穩定區：轉矩使轉子回到原平衡位置的區域。轉子失調角處于靜穩定區內時，在外力矩撤銷后，在電磁轉矩作用下轉子會回到初始平衡位置；轉子失調角超出這個區域，外轉矩消失后，轉子將趨向于前一個或后一個穩定平衡位置，而不能再回到初始平衡位置。5.3磁阻式步進電動機的靜態特性多相通電時的矩角特性三相磁阻式步進電動機繞組通電時的矩角特性A相通電A、B相同時通電B相通電C相通電5.3磁阻式步進電動機的靜態特性三相磁阻式步進電動機的矩角特性曲線簇5.3磁阻式步進電動機的靜態特性三相磁阻式步進電動機的多相控制A相通電A、B相通電5.3磁阻式步進電動機的靜態特性多相通電時的矩角特性四相磁阻式步進電動機繞組通電時的矩角特性A相通電D相通電B相通電C相通電5.3磁阻式步進電動機的靜態特性四相步進電動機的矩角特性曲線簇5.3磁阻式步進電動機的靜態特性多相通電時的矩角特性A、B相通電D、A相通電B、C相通電C、D相通電四相雙四拍的矩角特性5.3磁阻式步進電動機的靜態特性四相雙四拍及四相單雙八拍的矩角特性曲線簇n相通電時的矩角特性1相通電n相通電2相通電3相通電...依次相差一個步距角n相通電時的矩角特性按疊加原理，n(n<m)相同時通電時的靜轉矩5.3磁阻式步進電動機的靜態特性二、多相通電兩相或兩相以上的控制繞組同時通電。利用疊加原理可得多相通電時的矩角特性：利用三角函數可推得三相電機四相電機五相電機四相以上，多相通電能提高最大靜轉矩。上次課總結步進電機的結構、基本工作原理齒距角、步距角的概念；步進電機角位移、角速度的計算方法；“拍”的概念，及步進電機的分配方式；上次課總結步進電機繞組通電狀態保持不變而轉子靜止的狀態稱為靜態。靜態時所具有的性能稱為靜態特性，主要指轉矩和偏轉角的關系。在步進電動機中定義電角等于轉子齒數乘以機械角，即用電角表示齒距角用電角表示的步距角為rad

以電角表示的齒距角和步距角與齒數無關。上次課總結上次課總結

平衡位置電磁轉矩為零，靜止不動。單相通電時的穩定平衡位置:

通電極下齒與齒對齊。不穩定平衡位置：齒與槽對齊。上次課總結失調角:轉子偏離穩定平衡位置的角度靜轉矩:步進電機靜止且繞組通以直流電時，由失調角引起的轉矩。矩角特性:靜轉矩與失調角的關系。最大靜轉矩，與繞組電流有關。靜穩定區：轉矩使轉子回到原平衡位置。上次課總結多相通電時的矩角特性：各相繞組單獨通電時矩角特性的疊加。5.4磁阻式步進電動機的運行特性步進電機的旋轉磁場不是均勻的，而是步進形式；步進電機的運轉總是在電氣和機械的過渡過程中進行，轉子運動或多或少的具有過渡過程的振蕩性質；步進電機的動特性將直接影響到系統的快速響應與工作的可靠性。5.4磁阻式步進電動機的運行特性一、單步運行狀態繞組通電持續時間長，持續時間大于步進電機的機電過渡時間，轉子每拍從靜止開始轉動。1.單步運行A相穩定平衡位置為零位。1）無反抗性負載阻轉矩情況。每步轉一個步矩角。5.4磁阻式步進電動機的運行特性2)恒定負載阻轉矩且是相鄰矩角曲線交點對應的電磁轉矩。陰影部分表示在運行過程中電磁轉矩中減去了負載轉矩后，克服轉子加速運行的加速轉矩。5.4磁阻式步進電動機的運行特性2.步進電動機的負載能力（起動轉矩）設對應角的電磁轉矩小于負載轉矩，電機不能向前運動。是電機作單步運行所能帶的極限負載。5.4磁阻式步進電動機的運行特性三相單雙六拍制時盡管最大靜轉矩未變，但步距角縮小了\，矩角特性曲線族包絡線的最低點升高了，起動轉矩變大。多拍情況下，交高升高，負載能力提高。5.4磁阻式步進電動機的運行特性61單步運行—步進電動機的自由振蕩5.4磁阻式步進電動機的運行特性3.單步運行時轉子的運動形式由一個穩定平衡位置到下一個穩定平衡位置的運動過程，過渡過程，階躍響應。單調變化和衰減的振蕩。單步運行時的震蕩對步進電機不利，將影響系統精度，帶來振動與噪音。未減弱振蕩，應增大阻尼，加快衰減，電機中往往設置了特殊阻尼器。5.4磁阻式步進電動機的運行特性二、連續運行狀態1.幾個概念1）控制頻率步進電機輸入脈沖信號的頻率。2）連續運行狀態：繞組通電的持續時間小于轉子運動的機電過渡過程時間。3）失步：步進電動機運動的步數與輸入脈沖數不相等。丟步：步數少于脈沖數。發生在加速時。越步：步數多于脈沖數。發生在減速時。對步進電機的基本要求：不失步。5.4磁阻式步進電動機的運行特性多相通電—靜穩定區和動穩定區靜穩定區動穩定區穩定裕度5.4磁阻式步進電動機的運行特性動穩定區如果在第n相控制繞組通電狀態換接為第n+1相控制繞組通電狀態瞬間，轉子位置只要在這個區間內，它就能轉向新的穩定平衡點O1，且不越過不穩定平衡點。

穩定裕度將矩角特性曲線n的穩定平衡點O離開(n+1)相矩角特性曲線的不穩定平衡點的距離，即的范圍。5.4磁阻式步進電動機的運行特性2.步進電動機的起動過程和起動頻率三相電機，負載轉矩為零但有粘滯阻尼轉矩。第一個脈沖，A斷B通。第二個脈沖，B斷C通。1)轉子位移小，在點，電磁轉矩為負值，第三個脈沖到時可能向運動，不能起動。2)轉子位移大，在點，轉矩為正，能起動。5.4磁阻式步進電動機的運行特性步進電動機能否起動，要看脈沖到的時刻，轉子是否處于對應的穩定區。步進電動機能否起動與控制頻率有關，與負載轉矩和負載的轉動慣量有關。起動頻率：步進電動機能無失步起動和停轉的最高頻率。起動矩頻特性：其他條件不變的情況下，起動頻率與負載轉矩的關系。起動慣頻特性：其他條件不變的情況下，起動頻率與負載轉動慣量的關系。5.4磁阻式步進電動機的運行特性3.運行頻率、動態轉矩與運行矩頻特性運行頻率：步進電動機在負載條件下能無失步運行的最高控制頻率。動態轉矩：步進電動機轉動時所產生的轉矩，步進電動機連續運行時的輸出轉矩。運行矩頻特性：步進電動機最大輸出轉矩與運行頻率f的關系。動態轉矩從起動轉矩開始，隨控制頻率的升高而減小。5.4磁阻式步進電動機的運行特性4.動態轉矩下降的原因及提高轉矩的措施物理角度的猜測：轉矩磁場與電流，電流達不到規定值。電感的影響，控制頻率升高后，電流達不到規定值。1）增大電阻，減小時間常數；2）雙電源5.4磁阻式步進電動機的運行特性5.4磁阻式步進電動機的運行特性5.不同控制頻率下的運行1）極低頻下運行控制脈沖的周期足夠長，新脈沖到來時，轉子處于平衡位置，電機總是從不動的狀態開始運行，即單步運行。不會出現丟步、越步現象5.4磁阻式步進電動機的運行特性2）低頻運行，低頻丟步和低頻共振控制頻率增加，在轉子振蕩還未衰減完時，下一個脈沖就來到。轉子的運行情況與脈沖到來時轉子的位置有關，和控制頻率有關。5.4磁阻式步進電動機的運行特性當控制脈沖的頻率等于或接近步進電動機振蕩頻率的1/k倍（k=1,2,3…），電機可能出現強烈振動甚至失步和無法工作。三相步進電機的低頻丟步低頻共振現象。每步超調大。應避免運行在這類頻率。減弱低頻共振：增加阻尼。其余情況可正常運行。5.4磁阻式步進電動機的運行特性5.4磁阻式步進電動機的運行特性3）連續脈沖作用下的平穩運行當控制頻率接近或高于電機振蕩頻率的2倍，電機的運行比較平穩。即控制脈沖的周期小于電機振蕩周期的一半時，在電機前一步震蕩的最大值附近或尚未達到峰值前，下一個脈沖就到來了，因而轉矩方向不變，電機平穩運行。5.4磁阻式步進電動機的運行特性當電機啟動后，可按照一定的速度提高頻率，電機轉速也隨之增加，電機能正常運行的最高頻率為運行頻率?？蛇_10000hz以上。提高頻率要考慮一下兩點：頻率增加，由于繞組電感作用，電流下降，動態轉矩下降，另外，頻率高，轉子慣量影響使得跟不上磁場步進旋轉速度，可能會丟步。為提高最高頻率，一方面減小時間常數，提高動態轉矩，另一方面減小轉子慣量。5.5永磁式步進電動機5.5.1永磁式步進電動機1.結構轉子，永磁體，磁極數與每相控制繞組形成的極數相等。轉子磁極軸線夾角定子鐵心，軟磁鋼片疊壓。定子上有個磁極和線圈。m相繞組，每相有個線圈和磁極。定子磁極軸線夾角5.5永磁式步進電動機兩相電機

定子磁極和轉子磁極對齊時，相鄰定子磁極軸線和轉子磁極軸線的夾角就是5.5永磁式步進電動機2.工作原理每相繞組都有正、反兩種通電狀態，共有N＝2m個通電狀態（拍數N）。兩相電機有4種通電狀態。當A相通電，定、轉子磁極對齊，B相極下定、轉子磁極軸線夾角為。當A斷B通，B相極下定、轉子磁極對齊時，轉子轉過定子的一個極距角。故轉子每步轉角（步距角）為一個通電循環應走2m步，轉動角度為轉過轉子的一對磁極的距離。一個通電循環有4步，轉動180°。5.5永磁式步進電動機永磁式步進電動機的特點是：（1）步距角大，例如15o、22.5o、45o、90o等；（2）起動頻率低，通常為幾十至幾百Hz（但轉速不一定低）；（3）由于用永磁轉子，控制功率?。唬?）斷電時有定位轉矩；（5）由于用永磁轉子，阻尼特性較好。上次課總結步進電動機的運行特性1、單步運行狀態繞組通電持續時間長，持續時間大于步進電機的機電過渡時間，轉子每拍從靜止開始轉動。2、步進電動機的負載能力（起動轉矩）上次課總結2、步進電動機的負載能力多拍情況下，交高升高，負載能力提高。上次課總結3.單步運行時轉子的運動形式由一個穩定平衡位置到下一個穩定平衡位置的運動過程，過渡過程，階躍響應。上次課總結4、連續運行狀態繞組通電的持續時間小于轉子運動的機電過渡過程時間。5、步進電動機的起動過程和起動頻率步進電動機能否起動，要看脈沖到的時刻，轉子是否處于對應的穩定區。步進電動機能否起動與控制頻率有關，與負載轉矩和負載的轉動慣量有關。上次課總結6、丟步控制頻率增加，在轉子振蕩還未衰減完時，下一個脈沖就來到。轉子運行情況與脈沖到來時轉子的位置有關，和控制頻率有關。上次課總結6、丟步當控制脈沖的頻率等于或接近步進電動機振蕩頻率的1/k倍（k=1,2,3…），電機可能出現強烈振動甚至失步和無法工作。上次課總結7、連續脈沖作用下的平穩運行當控制頻率接近或高于電機振蕩頻率的2倍，電機的運行比較平穩。當電機啟動后，可按照一定的速度提高頻率，電機轉速也隨之增加，電機能正常運行的最高頻率為運行頻率。可達10000hz以上。5.6步進電動機的驅動器

5.6.1引言步進電動機的控制器與驅動器：把足夠功率和規定頻率的脈沖電壓（電流）按著選定的順序加給各控制繞組。步進電機必須與控制器和驅動器配用。5.6.1引言控制器：產生脈沖，過去多由電子電路做成，近年來由單片機產生脈沖，或者在微機上用步進電動機運動控制卡產生脈沖。脈沖分配器：接收控制脈沖信號和方向信號，并按要求的狀態順序產生各相繞組導通或截止的信號。分配器輸出的信號數目與電機相數相同。每來一個控制脈沖，分配器輸出信號中至少有一個發生變化，輸出狀態就轉換一次。方向信號決定輸出的狀態轉換是按正序還是按反序，從而決定電機的轉向。功率放大器：控制信號放大，驅動電機運動。5.6.2功放輸出級電路直接向繞組提供電壓、電流。一、單電壓功放電路三極管的基極電壓控制導通和截止。，減小電流上升時間，提高動態轉矩。電容兩端電壓不能突變，導通的瞬間C使電阻短路，使繞組電流上升速度加快。晶體管截止時繞組產生的自感電勢使其發生擊穿。二極管和電阻組成續流回路。電阻的作用是減少續流回路的時間常數。優點：線路簡單。缺點：損耗大，效率低。5.6.2功放輸出級電路二、高低壓切換型功放電路一開始兩晶體管導通，二極管截止，高壓電源作用，電流迅速上升。然後截止，導通，低壓供電。繞組斷電時，經和向高壓電源泄放電流。可在很寬的頻段內保證繞組有較大的平均電流，電磁轉矩大，運行矩頻特性好。功率損耗小。電路復雜。5.6.2功放輸出級電路三、斬波恒流功放電路5.6.2功放輸出級電路電源電壓間斷式供電，形成一個個窄脈沖。電機繞組的電流就穩定在由給定電平所決定的數值附近。力矩平穩、消除低頻共振現象。5.6.2功放輸出級電路四、升頻升壓功放電路（高頻高壓、低頻低壓）五、細分功放電路對繞組進行切換時，每次改變的電流數值只是額定電流數值的一部分。原來1步，現在多步，每步小。如4細分電路，1步是原來的1/4。步距角小。明顯減小電機的振動、噪聲，改善步進電機的低頻性能。5.6.2功放輸出級電路六、H橋功放與多相橋功放（永磁式要求正反電流）可提供正、反向電流。多相橋功放可減少一半晶體管。5相，10個控制端；需要制定通電邏輯順序；以第一拍為為例需a、c，b‘導通習題1、步進電機的主要優缺點？優點：1、直接數字控制，控制簡單；2、開環位置控制精度高，速度與脈沖平率嚴格正比3、自鎖能力（磁阻式）、保持轉矩（永磁式）；4、無換向裝置，機械結構簡單、堅固耐用；缺點:功率小；配驅動器；分辨力不靈活；采用普通驅動器時效率低；轉速不夠平穩；習題2如何控制步進電機的轉速和轉角？轉速由控制脈沖的頻率決定；轉角由控制脈沖的個數決定；習題何為步進電機的拍、單拍制、雙拍制？電機技術數據中若給定步距角為為何含義?各繞組通電的不同狀態數稱為拍數，記為N，各相組的通電狀態改變一次為1拍，1拍電機旋轉1個步距角。單拍制：拍數等于相數，如四相單四拍、四相雙四拍雙拍制：拍數等于相數的2倍，如四相八拍、三相六拍；雙拍制時的步矩角；單拍制時的步矩角；習題什么叫做步距角？它有幾種表示方法？改變一次繞組的通電狀態，轉子轉過角位移稱為步距角，即每一拍(步)所轉過的角度；步距角的計算(機械角表示方式):用電角表示的步距角為習題何為步進電機的矩角特性？何為靜穩定區？步進電機靜止且繞組通以直流電時，由失調角引起的轉矩為靜轉矩。靜轉矩在一定范圍內使得失調角趨于零。矩角特性即為靜轉矩與失調角的關系。靜穩定區：轉子靜止時，當撤銷外力矩，轉子在靜轉矩作用下能夠回到原平衡位