步進(jìn)拖動(dòng)的特性由驅(qū)動(dòng)線路、機(jī)械結(jié)構(gòu)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)各自的特性所決定。
步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)可以分為靜態(tài)、穩(wěn)態(tài)和過渡態(tài)三種。
一、靜態(tài):
靜態(tài)即指轉(zhuǎn)子瞬時(shí)鎖定狀態(tài),就是在電機(jī)控制繞組里通以直流電流(脈沖頻率f=0),且轉(zhuǎn)子處于鎖定不懂的狀態(tài)。在這種狀態(tài)時(shí),電機(jī)繞組相電流最大,且繞組不進(jìn)行換裝,因此電機(jī)在接通相里(非全部的)發(fā)出不均勻的熱。發(fā)熱是最嚴(yán)重的狀態(tài)之一。
二、穩(wěn)態(tài):
穩(wěn)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(zhuǎn)子恒速轉(zhuǎn)動(dòng),也可認(rèn)為是相對(duì)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(xù)頻率下)和非極限兩類。
電機(jī)輸出軸在一定負(fù)載下的最大脈沖頻率fmax和轉(zhuǎn)子相應(yīng)的最大轉(zhuǎn)速nmax就是極限同步狀態(tài)。在這種狀態(tài)下,轉(zhuǎn)子實(shí)際上是均勻無搖擺的旋轉(zhuǎn)。這種狀態(tài)要在一定的啟動(dòng)程序下才能達(dá)到。當(dāng)脈沖頻率高于fmax時(shí),轉(zhuǎn)子就不同步了(即失步)。
在控制頻率小于fmax時(shí),電機(jī)就處于非極限穩(wěn)定狀態(tài)。這種狀態(tài)常常包含轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定搖擺(振蕩),而在共振頻率區(qū)域這種搖擺特別危險(xiǎn)。
三、基本過渡狀態(tài):
?。?)當(dāng)頻率從零突變到啟動(dòng)fq時(shí),電機(jī)轉(zhuǎn)子的速度從零加速到以極限速度啟動(dòng)(通常把運(yùn)動(dòng)極限頻率稱為空載最高情動(dòng)頻率)。高于這個(gè)最大突變頻率fq(通常稱為啟動(dòng)頻率或者靈敏度頻率)使電機(jī)不失步地啟動(dòng)是不可能的。
(2)當(dāng)突然中斷控制脈沖時(shí),電機(jī)從穩(wěn)定同步狀態(tài)急劇減速到停車鎖定,這個(gè)穩(wěn)定同步狀態(tài)時(shí)頻率稱為穩(wěn)定極限剎車頻率fs。高于這個(gè)頻率時(shí),進(jìn)行無滑動(dòng)剎車是不可能的,只有逐步降頻再剎車才能保證不過沖。
?。?)電機(jī)反轉(zhuǎn),當(dāng)突然變更繞組換接的交替順序時(shí),轉(zhuǎn)子從一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向的穩(wěn)定同步轉(zhuǎn)臺(tái)突變到相反專項(xiàng)的另一個(gè)穩(wěn)定同步狀態(tài)。這里也存在一個(gè)極限反轉(zhuǎn)頻率ft。高于此頻率,轉(zhuǎn)子就失步,即與所給程序信息有誤差。
啟動(dòng),剎車和反轉(zhuǎn)可以在各種各樣(非零的)的初始條件(角度θ和轉(zhuǎn)速η)下實(shí)現(xiàn)。
但是,初始條件強(qiáng)烈的影響fq,fs和ft的具體數(shù)值,拖動(dòng)計(jì)算因而是困難的。因此,在研究電機(jī)頻率特性時(shí)應(yīng)該負(fù)有初始條件,而且在設(shè)計(jì)程序中硬開率初始條件。同樣,在選用電機(jī)時(shí),也應(yīng)該詳細(xì)了解這些頻率特性的實(shí)驗(yàn)條件,以及數(shù)據(jù)獲得的情況(包括初始條件)。
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