二相混合式步进电机的高性能驱动器研究

电机的绕组电压与频率的最佳曲线关系如图10所示。
由此得出电压和频率的驱动方程。

式中f为频率，u为电压，a、b和c为驱动系数，e为自然对数的底数。在f的增大过程中，u的变化趋势是先缓慢，再急剧，最后慢慢趋近于a，即设定的最大驱动电压值。

4 实验与结论
电机选用无锡三拓二相混合式步进电机57HS5125A4，额定电流2．5 A，最高起动频率约为200 Hz，步距角1．8°。若PWM最终信号频率设置为500 Hz，则f=0．8×500 Hz=400 Hz。在加速至400 Hz时采用台阶缓慢升速；减速过程由20％余量的台阶实现。选取合适的b值可以确定加速时间，b取0．05，加速时间约为0．3 s，减速时间为0．05 s，加速不失步，上升快而稳，是一种比较合适的升速曲线；减速没有过冲现象。二者形成最佳升降速控制曲线。
该设计方案已做成实物并在使用之中，测得某一相绕组电压和频率之间的波形变化关系，如图11所示。频率和电压采用逻辑斯谛模型电压控制方式，绕组脉冲信号的频率越高，供电电压也越来越高，电流实时补偿，波形毛刺较小，验证了本方案的正确性。

经过测试及长时间使用证明，该驱动器具有低频稳定、高速有转矩、适用范围广、工作可靠和矩频特性较好等优点，现已投入实际使用。