混合式步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部的磁場推力，不儀和各相繞阻通入的控制脈沖電流有關(guān)，而且還和內(nèi)部存在的固定磁場大小有關(guān)。在它內(nèi)部的固定磁場，通常是由永久磁鐵提供，如圖1 4所示;當(dāng)然，也可以用通有固定直流電流的勵(lì)磁線圈來產(chǎn)生。隨著各相控制繞組中的電流發(fā)生變化，使得各極下的磁場位置發(fā)生變化，因而帶動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)動(dòng)子產(chǎn)生直線步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。

　　是一臺(tái)兩相平板型混合式直線步進(jìn)電機(jī)的原理結(jié)構(gòu)。定子是由開有等距齒槽的疊片鐵心組成，齒距(或槽距)為t。動(dòng)于是由永九磁鐵再加上“Ⅱ”形電磁鐵EMA和EMB組成，電磁鐵EMA具有磁極1和2;電磁鐵EMB具有磁極3和4。每個(gè)極上一般都有幾個(gè)平行齒)。其齒距要求和定子的齒距相等均為t電磁鐵的鐵心是由硅鋼片疊成。各磁極中心線之間的距離，稱為極距P。磁極l和磁極2之間的極距P1，以及磁極3和磁極4之間的極距P4.，均可由下式表示，這樣就可以保證極1的齒和定子齒對齊時(shí)，極2的齒中心正好對著定子槽中心。而磁極2和磁極3之間的極距P,就必須滿足下式，這樣就可以保證當(dāng)極l齒中心正對著定子齒中心時(shí)，敏3和報(bào)4的齒中心分I正好都處在定子齒中心和槽中心之間·為電機(jī)下一步步進(jìn)運(yùn)動(dòng)做好位置準(zhǔn)備工作。

　　永久磁鐵磁通的路徑是通過電磁鐵，越過電磁鐵和定子之閱的空氣隙和定子自身的磁路形成的主磁路回路。當(dāng)電磁鐵沒有電流時(shí)，永久磁鐵向所有的磁極提供了大致相等的常值磁通。這里是永久磁鐵提供的總磁通。各極下氣隙中的磁通方向如圖1.58中虛線所示，在這個(gè)條件下，動(dòng)子上沒有任何水平推力，動(dòng)子可以穩(wěn)定在任何隨機(jī)位置上。

　　當(dāng)電磁鐵EMA線圈中通入正向電流Ia勵(lì)磁時(shí)，在圈中用來表示，則由該電流勵(lì)磁產(chǎn)生的磁通路徑如圖l-5a中實(shí)線所示o此時(shí)極l下的磁通^≈k/z+h設(shè)“≈九/2則^≈九/2+九一九，而極2下的磁通也≈九/2一“≈o，極3和極4下的磁通大致仍為‰/2顯然’此時(shí)極l所受的磁力最大，極2所受磁力幾乎為零，極3和極4所受磁力由動(dòng)、定子齒的相對位置所決定，其水平方向的分力大致大小相等，方向相反，相互抵消，因此動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)由極1所受的磁力決定。最后，極l必定運(yùn)動(dòng)到和定子齒對齊為止，如圖卜5b所示(極l對齊定子齒1’。因?yàn)橹挥性邶X對齒的情況下，丸對應(yīng)磁路的避導(dǎo)最大，這時(shí)動(dòng)于所受的水平磁推力為零，動(dòng)于就處在穩(wěn)定平衡的位置上n動(dòng)子由圖l-5a過渡到圖l-5b時(shí)，動(dòng)子已經(jīng)向右移動(dòng)了1/4齒距’如果接下?lián)敉姺绞阶兂蓢?-5.所示，則同樣可分析得到下述結(jié)論：極4受磁力最大，并必然使極4對準(zhǔn)定子齒6;此時(shí)動(dòng)子又向右移動(dòng)了rj4距離。同樣可以分析圖l-5d和圖l-5e的情況我們可得到如下結(jié)論：當(dāng)單相通電方式接圖1-5e -d-e—b _e-順序進(jìn)行，則動(dòng)于就會(huì)以rj4步距向左移動(dòng)。通電方式以四種變化狀態(tài)為周期稱為四拍制運(yùn)行。每經(jīng)過四種通電方式變化，動(dòng)子就會(huì)移動(dòng)一個(gè)齒距‘。各相線圈通電的規(guī)律如圖1-6所示。

　　2兩相同時(shí)勵(lì)磁分析

　　單相輪流通電勵(lì)磁工作方式的缺點(diǎn)是電機(jī)的凈推動(dòng)力小、阻力大、運(yùn)行速度有限。其主要原因是當(dāng)電機(jī)由圖l-5b過渡到圖1-5e狀態(tài)時(shí)，由于極1下有永久磁鐵提供的磁通在作用，極1和定于齒1之間實(shí)際上存在著相當(dāng)大的吸力，阻止動(dòng)子向右運(yùn)動(dòng)。如果當(dāng)線圈B通以正電流時(shí)，在線圈A中同時(shí)通入匣向電流，這就有利于動(dòng)子從狀態(tài)圖1-5b過渡到狀態(tài)圖1-5e，因?yàn)檫@時(shí)極1下的磁通近似為零，沒有阻力存在，這就是兩相繞組同時(shí)通電的優(yōu)點(diǎn)之一。根據(jù)這個(gè)設(shè)想，各相線圈的電流波形變成如圖1—7中實(shí)線所示的波形。

　　如果讓線圈A通入余弦電流洞時(shí)讓線圈B通入正弦電流(如圖1-7中虛線所示)，則在O-m/2范圍內(nèi)-線圈B中的電流從零遙新增大到它的最大值，使得極4-F的磁通電※/2逐漸增

　　大到。而極3下的磁通逐漸由九/2下降到零。同時(shí)極1F的磁通隨著/A下降而下降，配合線圈B使動(dòng)千如同同步電機(jī)一樣平滑均勻地向右移動(dòng)。當(dāng)電流交變一次，動(dòng)子

　　就移過一個(gè)齒距￡。

　　當(dāng)A相電流由最大值下降到零，B相電流由零上升到最大值時(shí)t動(dòng)子沿軌道推進(jìn)了r/4。如果在A相電流由最大值下降下來的同時(shí)，B相電流由零開始上升，當(dāng)它們的值達(dá)到相等時(shí)，則動(dòng)子對應(yīng)地正好移過m/8如果將上述A相和B相的正、余弦電流每個(gè)周期都用40個(gè)等寬不等幅的脈沖群代替，如圖1 8所示，則每個(gè)脈沖的寬度

　　為90(電角度)。則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就會(huì)相對于原來的位置移動(dòng)了，此時(shí)步距為1/40齒距?？梢婋姍C(jī)的步距分辨率比原來提高了1O倍。

　　上述把一個(gè)周期的正、余弦電流細(xì)分成40個(gè)等寬不等幅的脈沖群的電路-稱為細(xì)分電路。利用微型計(jì)算機(jī)可以很方便地完成比上述精細(xì)得多的細(xì)分任務(wù)。目前對于實(shí)際齒距為imm的步避電動(dòng)機(jī)，通過微機(jī)細(xì)分的方法，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)0.00imm微步的分辨率，這就顯示出用微機(jī)控制兩相同時(shí)通電勵(lì)磁方式的優(yōu)越性。

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