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步进电机的矩频特性

步进电机是不讲功率的，在步进电机选型过程中，伺服电机ASMT07L250A，我们总是强调速度和力矩，因为步进电机有一个固有特性，随着速度的升高，力矩不断降低。选型之前我们先要明白这一点，步进电机不是恒力矩的，步进电机参数列表里标注的步进电机力矩，是指步进电机最da静转矩，什么是步进电机最da静转矩呢？就是步进电机全流通电，且锁定不转的时候产生的锁定力，也就是步进电机全流通电，静止不动的时候用多大力可以扭动步进电机轴。这个力矩与步进电机动态输出力矩是有很大差别的，所以用户选型的时候一定要通过局频特性tu来对照某一速度下的输出力矩。

   步进电机的局频特性tu怎么看呢？我们以57HB76K-404为例来说明，X轴表示速度100~3000 转/分钟，  

Y轴表示力矩0.1到2.4N.M

红色的曲线为24V驱动电压下测试的矩频特性，蓝色的曲线为36V电压下测试的矩频特性。我们先在X轴上找到需要的速度点，伺服电机原理，例如300转/分钟，然后再看与矩频特性曲线的交叉点，那么我们就可以知道，在24V电压驱动时，这款电机输出的力矩是1.3N.m；在36V电压驱动时，这款电机的输出力矩是1.4N.m。

我们再选取另外一个速度点来对照一下，900转，同样在X轴900的位置寻找与矩频曲线的交叉点，我们可以知道，24电压测试条件下，伺服电机减速机，900转时输出力矩0.4N.m，而在36V驱动电压下，900转时输出的力矩为0.75N.m。

我们要注意啊，矩频特性是步进电机在特定测试条件下的测试结果，不是计算出来的，而且这个曲线也有一定的不一致性。不同规格的步进电机曲线不同；同一规格的步进电机，电流不同也会有不同的曲线，通常电流越大，高速性能越好；同一规格相同电流，也可以有不同曲线，因为线径和匝数不同、同样的绕线方式也会有差别，因为漆包线、磁钢也有质量差别，定转子气隙不同也会改变步进电机的矩频特性。

通过上面的矩频特性tu我们可以看见，同一台步进电机，使用不同的驱动电压，曲线不同，还有一点要注意，伺服电机，使用不同的驱动器，矩频特性不同。上图的矩频特性是用YK2M608驱动器测试的结果，如果用YK2405MA，高速性能就会差一些，如果用一些低端的驱动器，高速性能就会差许多。

伺服系统变频器采用大规模集成电路专用芯片产生SPWM信号的方法

伺服系统等效面积算法:伺服系统正弦脉宽调制的基本原理就是按面积相等的原则构成与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲波。按照已给出的脉冲宽度计算公式，根据已知数据和正弦数值可以依次算出每个脉冲的宽度，用于查表或实时控制。

伺服系统自然采样法：伺服系统移植模拟控制方法，计算正弦调制波与三角载波的交点，从而求出相应的脉宽和脉冲间歇时间，生成SPWM波形。

伺服系统规格采样法：自然采样法的主要问题是，SPWM波形每一个脉冲的起始和终了时刻对三角波的中心线不对称，因而求解困难。工程上实用的方法要求算法简单，只要误差不太大，允许做一些近似处理，于是就提出了各种规格采样法。常用的一种方法是根据三角载波每一周的正峰值找到正弦调制波上对应点求得基准电压值，然后对三角波进行采样，取得脉宽时间。此种方法误差较大。另一种方法与上述方法相似，只不过所取得不是三角载波的正峰值，而是其负峰值，其误差就减小了许多，所得的SPWM波形也就更准确了。

规则采样法的实质是用矩形波来代替正弦波，从而简化了算法。只要载波比足够大，不用的矩形波都很逼近正弦波，所造成的误差就可以忽略不计了。