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U、V、W 为定子上的3 个线圈绕组,3 个线圈绕组的轴线成 120°。电机单相绕组通电的时候,稳态转矩可以表达为:T=f(i,theta)。其中,i为绕组中通过的电流;theta为电机转子偏离参考点的角度。由于磁饱和效应可以忽略不计,并且转子结构是圆形,其矩角特性为严格的正弦,
即:T=k *I*sin(theta),k 为转矩常数
若理想的电流源以恒幅值为I 的三相平衡电流iU、iV、iW 供给电机绕组,即:
iU=I*sin(wt)
iV=I*sin(wt+2*PI/3)
iW =I*sin(wt+4*PI/3)
则电机各相电流产生的稳态转矩为:
TU=k*I*sin(wt)*sin(theta)
TV=k*I*sin(wt+2*PI/3)*sin(theta+2*PI/3)
TW=k*I*sin(wt+4*PI/3)*sin(theta+4*PI/3)
稳态运行时,theta=wt,则三相绕组产生的合成转矩为:
T=TU+TV+TW=3/2*k*I*sin(PI/2-wt+theta)=3/2*k*I
以上分析表明,对于三相永磁同步电机,当三相绕组输入相差 120°的正弦电流时,由于在内部产生圆形旋转磁场,电机的输出转矩为恒值。因此,将交流伺服控制原理应用到三相混合式步进电机驱动系统中,输入的220V 交流,经整流后变为直流,再经脉宽调制技术变为三路阶梯式正弦波形电流,它们按固定时序分别流过三路绕组,其每个阶梯对应电机转动一步。
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