混合式步进电动机转子振荡抑制策略研究.pdf

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1、第44卷第5期电力电子技术Vo1．44，No．52010年5月PowetElectronicsMay，2010混合式步进电动机转子振荡抑制策略研究周扬忠，钟天云，钟技(福州大学，福建福州350108)摘要：混合式步进电动机采用简单的微步驱动控制策略时并不会改变其欠阻尼本质，中频区域振荡严重，运行速度范围较窄。提出一种抑制转子振荡的控制策略，利用高通滤波器提取出电磁转矩中脉动分量，并对其积分以获得转速脉动分量，利用该转速脉动分量对定子电流相位进行实时调制，以抑制转子振荡。实验结果表明，步进电机速度运行范围宽广、动态响应迅速。关键词：混合式步进电动机；微步驱动；转子振荡中图分类号：TM3文献

2、标识码：A文章编号：1000—100X(2010)05—0044—03ResearchonDampStrategyforOscillationofRotorRotationofHybridSteppingMotorZH0UYang—zhong．ZH0NGTian．yun．ZH0NGJi(FuzhouUniversity，Fuzhou350108，China)Abstract：Theunder—dampedresponseofhybridsteppingmotorisnotimprovedbysimplemicro·steppingdrivecontrolscheme，whichresul

3、tsinamid—bandresonancefieldandanarrowoperationspeedrange．Anovelelectronicdampingstrat—egyforhybridsteppingmotorisinvestigated．Aftertherippleinelectromagnetictorqueisseparatedandsenttoaintegra。tor，therippleinrotationspeedofrotorcanbegainedfromtheoutputterminaloftheintegrator．Thephaseaneofwind—ingc

4、urrentismodulatedbytherippleinspeedreallyinordertodamptheoscillationofrotorrotation．Theexperimentalresultsshowawideroperationspeedrangeisgainedandtheresponseofdynamicstateisimproved．Keywords：hybridsteppingmotor；micro—steppingdrive；rotorrotationoscillationFoundationProject：SupposedbytheEducationDe

5、partmentofFujianProvince(No．JA08023)l引言中需要四阶模型．控制策略复杂，实验结果与电机在众多的步进电动机中，混合式步进电动机因参数精度有很大关系【lJ。具有运行效率高、输出转矩大等优点而获得广泛应在混合式步进电机中，电机产生的转矩与绕组用。但由于混合式步进电动机设计结构上的特点，导中电流直接相关，控制电机的电流本质上就使得电致电机采用简单的开环控制时阻尼系数很小，转子机模型退化到二阶模型。电机行为可按较简单的控振荡严重．其中中频振荡更是限制了电动机的调速制策略得到更好的控制。微步驱动是混合式步进电范围和动态响应速度，因此在要求宽调速范围、快速机中采用电

6、流控制的最简形式。由于电机以非常小响应的场合．简单的开环控制混合式步进电动机驱的步距角旋转．从而减小了转子振荡幅度，但电机的动系统的应用受到了限制：而对于那些控制策略要欠阻尼特性并没有改变。文献【2]结合位置控制器提求简洁、成本要求低下的系统，采用开环控制的混合出一种非线性微步波形策略。使用位置控制方案实式步进电动机仍十分有利。现电机对外部负载转矩的跟踪。但该方案仅适用于可以利用机械阻尼和新增无功器件的方案来低速，且工作时需要一个位置传感器。由于同步电动改善开环控制混合式步进电动机的欠阻尼特性，但机与混合步进电机动态行为相类似，在文献[3]00采这些方案不仅使系统设计复杂．降低了效率并增

7、加用了几种新颖的控制策略，但这些控制为实现电流了成本。而且机械阻尼会因负载大小的变化而变矢量定向，均需要位置传感器。文献[4】针对微步驱动化。另外，采用先进的控制策略来改善混合式步进混合式步进电动机系统提出一种无位置传感器方式电动机响应的方案也在研究中。通常，电机采用数位置和速度反馈结构．在一定程度上抑制了转子振字化控制。在每个控制瞬间电机动态被线性化后，荡。文献[5】利用遗传算法给出绕组电流激励顺序，减采用反馈方式，电动机跟随其参