步進(jìn)電機暫態(tài)（阻尼）特性的測量

　　步進(jìn)電機的轉子作1步距角步進(jìn)，則其轉子會(huì )產(chǎn)生振蕩而后慢慢衰減至停止，取縱軸表示角度，橫軸作為時(shí)間，轉子慢慢衰減至停止，稱(chēng)為暫態(tài)（阻尼）特性。

　　此種測量方法采用下圖的試驗結構。
　

　　驅動(dòng)電路確定激磁方式，步進(jìn)電機1步進(jìn)驅動(dòng)。此時(shí)，步進(jìn)電機安裝了電位計，其輸出波形用記憶示波器畫(huà)出，此方法能測量暫態(tài)特性。用此方法可以測量激磁相通電狀態(tài)、角度振蕩變化、轉子定位的超調量和轉子定位位置及位置的穩定時(shí)間等，由于其結構簡(jiǎn)單，所以被大量使用。用此方法測定兩相HB型1.8°步進(jìn)電機的2相激磁與1-2相激磁的暫態(tài)特性。如下圖所示。與1-2相激磁相比，2相激磁穩定性好，1相激磁的情形超調量大，阻尼與2相激磁情況比較，有很大的不同。

　　步進(jìn)電機暫態(tài)（阻尼）特性的測量

　　1-2相驅動(dòng)狀態(tài)下，為了能最佳狀態(tài)達到穩定位置，激磁方式以2相為宜。

　　測量暫態(tài)特性，縱軸的角度精度要更精確的獲取，電位計用編碼器來(lái)代替，其穩定波形可以用打印機輸出。下圖為此測量方法的穩定波形，有兩次衰減振蕩即到達停止角度的±5%內，即到1.8°±5%讀取穩定時(shí)間（setting TIme）。

　　步進(jìn)電機暫態(tài)（阻尼）特性的測量

　　跟電位計法比較，編碼器法因編碼器慣量大的關(guān)系，需要注意穩定時(shí)間的絕對值不同。

　　一般阻尼特性如前文《步進(jìn)電機的加速、減速控制》中的下述公式所示，J、D與電機產(chǎn)生轉矩Kθ時(shí)，（D/√JK）（JK包含在根號內）大而得到改善，衰減振動(dòng)的角速度近似（√K/√J）。
　

　　步進(jìn)電機改善暫態(tài)特性的解決方法

　　步進(jìn)電機的位置定位時(shí)，因為電機負載和轉子儲存的動(dòng)能，不能立即停止，會(huì )產(chǎn)生超調量，反復經(jīng)過(guò)設定點(diǎn)后停下來(lái)。此種反復振蕩延長(cháng)了定位時(shí)間，有必要改善電機的阻尼和定位時(shí)間。改善的方法有安裝阻尼器和利用驅動(dòng)電路及電機本身的改善等，下面將分別加以說(shuō)明。

　　利用阻尼器的改善

    帶誤差動(dòng)態(tài)阻尼器的步進(jìn)電機的照片。此種阻尼器是在步進(jìn)電機軸的飛輪上安裝橡膠等特性裝置，使飛輪的運動(dòng)滯后于轉軸的運動(dòng)，利用與轉子間的振動(dòng)相位差對轉子進(jìn)行制動(dòng)，改善暫態(tài)特性。

　　下圖為帶動(dòng)態(tài)慣量阻尼器的步進(jìn)電機暫態(tài)特性的步進(jìn)響應的比較。此種吸振阻尼器不會(huì )像反相制動(dòng)方法那樣，在產(chǎn)生超調后才制動(dòng)，但也不會(huì )消除最初的超調量。

　　此種動(dòng)態(tài)慣量阻尼器可以改善步進(jìn)電機高速區域的共振引起的轉矩降低，也可以改善高速時(shí)的轉矩和響應脈沖。

　　步進(jìn)電機暫態(tài)（阻尼）特性的測量

　　利用驅動(dòng)電路的改善

　　半步進(jìn)1-2相激磁的情況：阻尼以及定位時(shí)，利用2相激磁比1相激磁要好。所以?xún)上嗖竭M(jìn)電機使用半步進(jìn)驅動(dòng)的1-2相激磁時(shí)，停止相采用2相激磁，阻尼會(huì )變好。

　　反相序制動(dòng)：有關(guān)反相序制動(dòng)，在前文《步進(jìn)電機附加制動(dòng)驅動(dòng)方法：反相序激磁與最終步進(jìn)延遲》已介紹。此種方法是最佳控制，即在最初的超調能抑制振動(dòng)。為此介紹反相序制動(dòng)用閉環(huán)回路。

　　下圖表示步進(jìn)電機及其后軸所帶的測速機結構。

　　由測速機得到轉子速度，在最佳時(shí)刻作反相序制動(dòng)，其反相序激磁的電路

　　驅動(dòng)電路輸出段的結構：根據圖前文《步進(jìn)電機增加動(dòng)態(tài)轉矩的解決方法》中的下圖所示驅動(dòng)電路輸出段結構，當功率管OFF時(shí)，尖峰吸收電路的導通，產(chǎn)生的制動(dòng)轉矩變大。其圖中的①為制動(dòng)轉矩最小的結構。在高速時(shí)的轉矩會(huì )降低，故要考慮轉矩與制動(dòng)轉矩兩者狀態(tài)最佳時(shí)的驅動(dòng)電路。

　　電機本體的改善

　　PM型步進(jìn)電機的極異性和各向同性磁鐵的速度-轉矩特性比較在前面的《磁鐵磁化方向：各向同性與各向異性磁鐵的差異》中用下圖已經(jīng)介紹了，此時(shí)的兩個(gè)電機的極異性永久磁鐵的磁通大，各向同性磁通相對小。

　　為這些電機在額定電壓下的速度-轉矩特性的比較。注意永久磁鐵的磁通大小或激磁電壓（電流）的大小與暫態(tài)特性。下圖為極異性磁鐵與各向同性磁鐵的步進(jìn)電機在12V額定電壓下的阻尼特性的比較。

　　據此，定位時(shí)間方面，使用極異性磁鐵的穩定時(shí)間長(cháng)。但若降低驅動(dòng)電壓（降低為8V），則如下圖所示，極異性磁鐵的穩定時(shí)間變短。

　　磁鐵強的電機調整激磁電壓（電流）時(shí)，穩定時(shí)間將變小。上圖為幾種電流的暫態(tài)特性。電流在轉子轉速大時(shí)會(huì )減小，此為受到反電勢的影響所致。各向同性磁鐵與極異性磁鐵的周期比較，后者變短，振蕩次數相同約為4，后者的穩定時(shí)間變短。