步进电机系统不同参数对振动特性的影响(2)
王宗培 赵书韬（哈尔滨工业大学 150001）
程 智 陈永校（浙江大学）
摘 要 介绍电动机本身的参数，如绕组电路的电感、电阻、绕组匝数、定位转矩、电势波形等对振动特性的影响。
叙 词 步进电动机振动特性绕组参数
1 绕组电感的影响
假定绕组电感可以独立变化，电感不同时仿真的振动特性如图1所示。曲线表明电感变化对振动特性有显著的影响：在低频段，电感变化时谐振点不变，峰值随电感增大稍有增加，但不明显；在中频段，谐振点不变，随着电感增大谐振区变窄，峰值增大，但也不明显；对高频不稳定区的影响显著，电感增大时，不稳定区的起始频率变低，不稳定性加剧。曲线清楚表明，电感降到实际值的寺时，在正2 000～6 000脉冲／s范围内几乎没有不稳定现象，运行很平稳。可见电感减小可使高频不稳定区向更高的频域移动，与电压提高的作用类似，而且还不会对中频段的振荡产生不利的影响。
2 绕组电阻的影响
绕组电阻的独立改变不是太困难，如改变绕组的线径。线径增大，电阻减小，它的极限受到槽满率的限制；线径减小，电阻变大，这受电动机温升的限制，当然也可以外加电阻，但这会增加整个系统的损耗和发热，没有特殊的作用和霈要的情况下不会采用。
图2表示电阻不同时仿真的振动特性。可以看出，电阻变化对谐振点和不稳定区的频域基本无影响；随着电阻的增大，低频谐振点的振幅稍有提高，这可从改变通电状态时电流变化率加快去理解它；中频振荡和高频不稳定区的振幅则随电阻增大而有所下降，这是因为电阻增大时电磁阻尼有所加强的缘故。
3 绕组匝数的影响
绕组匝数改变时，绕组的电阻、电感、旋转电压系数和转矩系数同时发生变化，这些参数的变化对振动特性产生综合的影响。设改变后的每极匝数为n0，改变前的为na0，它们的比值为：
以有无下标“o”来区分改变前和后的各个量。通常让每极安匝数保持不变，则额定相电流为：
参数变化相应地为：电感
在保持槽满率不变的情况下，电阻
旋转电压系数
转矩系数
功放级电压随匝数成正比，这样构成的系统大体上功率对应相等。振动特性仿真的结果如图3所示。可以看出低频谐振的情况基本上没有变化；原有中频振荡的峰值变化不很明显，随着匝数增加开始有所增大，而后又逐渐下降，且在匝数减少或增高时都出现新的中频谐振点，约在原谐振点频率的2倍处；高频谐振点（3 000脉冲／s）的峰值随匝数增加而增大；高频不稳定区因匝数减少而向较高的频域移动，所以匝数减小到一定程度时，高频运行的平稳性有明显改善。
如果功放级电压保持不变，仅改变绕组的匝数和电流，那么所比较的系统功率不相等，匝数增加时 |
