对于理想的电机系统，电机在稳态运行时，电磁转矩应为一定值。实际的电机系统，由于多种因素的影响，电机的电磁转矩是波动变化的。多变电磁转矩的存在，使得电机的实际角速度是波动变化的，即在电机角速度的平均值上叠加了一个波动俞量，即：
当电机以某控制脉冲频率(f cp)运行时，其角速度有一最大值和最小值，如图1所示。角速度波动的峰峰值为：
上式反映电机角速度的波动。表明电机运行平稳，大，表明电机运行不平稳，有振荡。角速度波动的峰峰值与控制脉冲频率的关系，可以表示
测试过程为，由计算机发出所需频率的控制脉冲给步进电动机驱动器，驱动电机在给定的频率运行。将高精度测速发电机与步进电动机同轴连接，则它的输出电压便如实地反映了步进电动机的瞬时角速度值，输出电压经A/D转换，由微机进行数据处理。
4混合式步进电动机振荡特性的特点
实测五相混合式步进电动机的振荡特性，以此分析混合式步进电动机的振荡特点。测试样机为一台90BYG5200B型五相混合式步进电动机。电机的基本技术数据为：转子齿数Zr=200，步距角θ=0.09度10. 18度，转子惯量t=4.1×10-4Nm．保持转矩Tk≥5Nm，相电流j=3A，空载起动频率fcp≥6 000脉冲／s，驱动电源为HH-1S3型升频、升压五相混合式步进电动机驱动器。电机功放电路为半桥星接驱动，通电方式为4-5相通电，采用所研制的微机测试系统对电机的振荡特性进行测量，图3为样机空载时的实测振荡特性曲线。
从实测的振荡特性曲线可以看到，电机有多个振荡区段。电机的振荡在某些区段表现为谐振现象，如在fw<3k脉冲／s的振荡区段；而在fe=4～6. 2k脉冲／s医段的振荡，振荡的前沿较陡，振荡强烈，振荡区间较宽，具有自激振荡的特点。这个强烈的振荡区段发生在电机运行的中频段，所以称为步进电动机的中频振荡或中频不稳定性。从图3的实测结果可知，混合式步进电动机的低频振荡并不严重，电机最严重的振荡发生在电机运行的中频段。
从图3可见，电机有多个共振点，若取L=4 500脉冲／s作为中频振荡区间的共振点，则共振点的控制脉冲频率及相互之间的关系见表1，从表1中可以看到各共振点与cpi之间有整数倍的关系。
图4为对应于图3几个振荡点的实测角速度及相应的角位移特性曲线。从振荡点的角速度变化曲线可看到，角速度在振荡点的波动很大，角速度波动的波形基本上是正弦波，振荡频率基本相同，且为一低频分量。
从图中可以看到，电机在非振荡区，角速度也是波动变化的，角速度波动的主要成分是低频分量，波动的幅值比较小。
5结论
从实测的电机振荡特性曲线可以看到电机的振荡特性有如下特点：
(1)混合式步进电动机的低频振荡并不严重，电机最严重的振荡发生在电机运行的中频段。
(2)电机的振荡可分为两类，一类是电机的受迫振荡，受迫振荡一般发生在中低频段；另一类是自激振荡，自激振荡产生在电机运行的申频段，其特点是振荡的前沿较陡，振荡的幅值大、频带宽。
(3)电机的实际角速度是波动变化的，在非振荡区，角速度的波动比较小；在振荡区，角速度的波动很大，其波动的波形基本上是正弦波。共振点的振荡频率基本相同，共振点之间有一定的比例关系。本文关键字：电动机 驱动电路及控制电路，单元电路 - 驱动电路及控制电路
