轉(zhuǎn)向EPS(電子助力轉(zhuǎn)向)馬達(dá)直接驅(qū)動齒條分相器型扭矩傳感器轉(zhuǎn)向齒輪單元無電刷式馬達(dá)減速機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)角傳感器驅(qū)動形式2WD(有VGRS)4WD形式車速感應(yīng)式齒輪減速比12.4~17.214.6方向盤左右極限轉(zhuǎn)動圈數(shù)2.7~3.73.1齒條行程[mm(in.)]158(6.22)153(6.02)[規(guī)格]轉(zhuǎn)向系統(tǒng)示意圖扭矩傳感器轉(zhuǎn)角傳感器制動控制ECU發(fā)動機(jī)ECU(ECM)DLC3網(wǎng)關(guān)ECUJ/CNo.1BEAN(儀表總線)CAN電池(12V)動力轉(zhuǎn)向警告燈EPS驅(qū)動馬達(dá)(27-34V)EPSECU溫度傳感器VGRSECUJ/CNo.2警告燈變壓器轉(zhuǎn)向扭矩傳感器(分相器型)扭矩傳感器檢測到扭轉(zhuǎn)桿扭轉(zhuǎn)變形，將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮有盘柌⑤敵鲋罞PSECU轉(zhuǎn)向主軸(輸入軸)扭轉(zhuǎn)桿分相器單元1小齒輪軸(輸出軸)齒條軸分相器單元2至EPSECU轉(zhuǎn)向扭矩傳感器(分相器型)扭矩傳感器由分相器單元1、2及扭轉(zhuǎn)桿組成轉(zhuǎn)子部分的分相器單元1固定于轉(zhuǎn)向主軸,轉(zhuǎn)子部分的分相器單元2固定于小齒輪軸.轉(zhuǎn)向主軸(輸入軸)扭轉(zhuǎn)桿分相器單元1(定子部分)分相器單元2(定子部分)分相器單元2

(轉(zhuǎn)子部分)分相器單元1(轉(zhuǎn)子部分)小齒輪軸(輸出軸)轉(zhuǎn)向扭矩傳感器(分相器型)扭轉(zhuǎn)桿扭轉(zhuǎn)后使兩個(gè)分相器單元產(chǎn)生一個(gè)相對角度轉(zhuǎn)向主軸(輸入軸)小齒輪軸(輸出軸)分相器單元2

(轉(zhuǎn)子部分)分相器單元1(轉(zhuǎn)子部分)轉(zhuǎn)向扭矩傳感器(分相器型)分相器單元特性勵(lì)磁線圈檢波線圈12341234轉(zhuǎn)向扭矩傳感器(分相器型)扭矩傳感器檢測方法定子部分轉(zhuǎn)子部分定子部分信號A信號B轉(zhuǎn)向扭矩傳感器(分相器型)扭矩傳感器檢測方法定子部分轉(zhuǎn)子部分定子部分信號A信號B轉(zhuǎn)向扭矩傳感器(分相器型)扭矩傳感器檢測方法定子部分轉(zhuǎn)子部分定子部分信號A信號B轉(zhuǎn)向扭矩傳感器(分相器型)每個(gè)分相器單元輸出兩個(gè)相位差相差90度的信號來檢測相對角度分相器單元

(定子部分)分相器單元(轉(zhuǎn)子部分)tt輸出信號(V)信號A信號B手動自動轉(zhuǎn)向扭矩傳感器(分相器型)當(dāng)靜止時(shí)分相器單元的轉(zhuǎn)子部分輸出定值信號分相器單元(定子部分)分相器單元(轉(zhuǎn)子部分)tt輸出信號(V)信號A信號B轉(zhuǎn)向扭矩傳感器(分相器型)當(dāng)車輛直線行駛時(shí)分相器單元1和2輸出的信號相同[分相器單元1輸出信號]tt[分相器單元2輸出信號]tt轉(zhuǎn)向扭矩傳感器(分相器型)轉(zhuǎn)向時(shí)節(jié)轉(zhuǎn)子部分的兩個(gè)分相器單元產(chǎn)生相對角度[分相器單元1輸出信號]tt[分相器單元2輸出信號]tt轉(zhuǎn)向扭矩傳感器(分相器型)EPSECU根據(jù)兩個(gè)分相器單元的相對位置決定對EPS馬達(dá)提供多少電壓轉(zhuǎn)向馬達(dá)電壓EPSECU121-2轉(zhuǎn)向馬達(dá)(無電刷)馬達(dá)與齒條軸共軸,由轉(zhuǎn)角傳感器、定子及轉(zhuǎn)子組成齒條軸轉(zhuǎn)子線圈定子磁體馬達(dá)轉(zhuǎn)角傳感器轉(zhuǎn)向馬達(dá)(無電刷)線圈定子帶磁體轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角傳感器檢測凸臺齒條軸轉(zhuǎn)角傳感器轉(zhuǎn)向減速機(jī)構(gòu)馬達(dá)的轉(zhuǎn)動傳到滾珠式減速齒輪機(jī)構(gòu)，經(jīng)過滾珠及蝸桿傳導(dǎo)齒條軸上齒條軸滾珠式減速齒輪轉(zhuǎn)子滾珠式減速齒輪固定于轉(zhuǎn)子滾珠轉(zhuǎn)向減速機(jī)構(gòu)滾珠在滾珠式減速齒輪機(jī)構(gòu)內(nèi)部經(jīng)過導(dǎo)向進(jìn)行循環(huán)滾珠式減速齒輪機(jī)構(gòu)具有4個(gè)導(dǎo)引部件滾珠齒條軸滾珠式減速齒輪滾珠式減速齒輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)子導(dǎo)引部件導(dǎo)引部件滾珠式減速齒輪固定于轉(zhuǎn)子上轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)角傳感器(分相器型)通過檢測馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)角度防止扭矩波動轉(zhuǎn)角傳感器凸臺轉(zhuǎn)子齒條軸tt輸出信號(V)信號A信號B轉(zhuǎn)向EPS運(yùn)作轉(zhuǎn)向力矩與轉(zhuǎn)向助力輸出電流之間的關(guān)系轉(zhuǎn)向助力輸出電流車速轉(zhuǎn)向力矩高低轉(zhuǎn)向EPS運(yùn)作EPS控制包括如下功能項(xiàng)目功能基本控制根據(jù)轉(zhuǎn)向力矩值及車速大小計(jì)算得到所需輸出電流控制馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)慣性補(bǔ)償控制當(dāng)駕駛員開始操作方向盤時(shí)改善馬達(dá)的啟動效果轉(zhuǎn)向復(fù)位控制當(dāng)方向盤從極限位置向回轉(zhuǎn)動時(shí)，EPS提供復(fù)位助力控制衰減控制當(dāng)車輛高速過彎時(shí)調(diào)節(jié)助力輸出，以防止車身出現(xiàn)較大搖擺變壓器增壓控制對EPSECU的電壓進(jìn)行增壓，當(dāng)駕駛員未對方向盤進(jìn)行任何操作時(shí)或車輛保持直線行駛時(shí)該電壓保持在0伏。當(dāng)駕駛員對方向盤進(jìn)行操作時(shí)根據(jù)負(fù)載大小以27~34伏的電壓對輸出助力進(jìn)行可變控制系統(tǒng)過熱保護(hù)控制根據(jù)電流大小及其作用時(shí)間估計(jì)馬達(dá)溫度。如果溫度超出規(guī)定范圍系統(tǒng)將對輸出電流進(jìn)行限制，以防止馬達(dá)過熱轉(zhuǎn)向故障診斷當(dāng)EPS系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，EPSECU進(jìn)行如下控制;打開助力轉(zhuǎn)向警告燈，啟動安全模式DTC碼項(xiàng)目P/S(警告燈)C1511/11扭矩傳感器故障點(diǎn)亮C1512/11C1513/11C1515/15扭矩傳感器零位調(diào)整未進(jìn)行點(diǎn)亮C1516/16扭矩傳感器零位調(diào)整未完成點(diǎn)亮C1521/25馬達(dá)故障點(diǎn)亮C1522/25C1523/24C1524/24C1525/17轉(zhuǎn)角傳感器輸出初始化未進(jìn)行點(diǎn)亮C1526/18轉(zhuǎn)角傳感器輸出初始化未完成點(diǎn)亮C1528/12馬達(dá)轉(zhuǎn)角傳感器故障點(diǎn)亮轉(zhuǎn)向故障診斷DTC碼項(xiàng)目P/S(警告燈)C1531/25ECU故障點(diǎn)亮打開C1532/25C1533/25C1534/25C1541/13車速信號故障點(diǎn)亮C1551/25點(diǎn)火開關(guān)電源電壓故障點(diǎn)亮C1552/22PIG電源電壓故障點(diǎn)亮C1554/23電源供應(yīng)繼電器失效點(diǎn)亮C1555/25馬達(dá)繼電器失效點(diǎn)亮C1567/44EPS與VGRS無法通訊點(diǎn)亮C1581/26Assistmapnumberun-writing點(diǎn)亮U0073/49控制模塊通訊總線關(guān)閉點(diǎn)亮U0104/45無法與續(xù)航控制模塊進(jìn)行通訊U0105/41無法與噴油控制模塊進(jìn)行通訊轉(zhuǎn)向故障診斷DTC碼項(xiàng)目P/S(警告燈)U0121/42無法與ABS控制模塊進(jìn)行通訊打開U0122/42無法與車輛動態(tài)控制系統(tǒng)進(jìn)行通訊U0130/44無法與轉(zhuǎn)向助力控制模塊進(jìn)行通訊轉(zhuǎn)向安全模式DTC碼項(xiàng)目動作C1511/11扭矩傳感器故障禁止轉(zhuǎn)向助力控制C1512/11C1513/11C1516/16扭矩傳感器零位調(diào)整未完成禁止轉(zhuǎn)向助力控制C1521/25馬達(dá)故障禁止轉(zhuǎn)向助力控制C1522/25C1523/24C1524/24C1526/18轉(zhuǎn)角傳感器輸出初始化未完成禁止轉(zhuǎn)向助力控制C1528/12馬達(dá)轉(zhuǎn)角傳感器故障禁止轉(zhuǎn)向助力控制轉(zhuǎn)向安全模式DTC碼項(xiàng)目動作C1531/25EPSECU故障禁止轉(zhuǎn)向助力控制C1532/25C1533/25保護(hù)功能，繼續(xù)提供轉(zhuǎn)向助力控制C1534/25轉(zhuǎn)向助力大小為對應(yīng)62.5mph(100km/h)車速的轉(zhuǎn)向力大小C1541/13車速信號故障轉(zhuǎn)向助力大小為對應(yīng)62.5mph(100km/h)車速的轉(zhuǎn)向力大小C1554/23電源電壓供應(yīng)繼電器失效禁止轉(zhuǎn)向助力控制C1555/25馬達(dá)繼電器失效禁止轉(zhuǎn)向助力控制馬達(dá)過熱限制對馬達(dá)輸出的電流直至溫度下降到規(guī)定范圍維修要點(diǎn)(轉(zhuǎn)向)初始化及設(shè)定在下列情況下對EPS系統(tǒng)進(jìn)行初始化及設(shè)定方向盤轉(zhuǎn)向管柱總成轉(zhuǎn)向齒輪機(jī)構(gòu)總成EPSECU點(diǎn)擊!拆卸、安裝及替換替換新部件使用IT-II使用SST注意：當(dāng)有除C1515/C1525以外的DTC碼時(shí)，不可以進(jìn)行上面的操作點(diǎn)擊！維修要點(diǎn)(轉(zhuǎn)向)初始化及設(shè)定使用IT-II選擇ChassisEPSUtility扭矩傳感器調(diào)整點(diǎn)擊！維修要點(diǎn)(轉(zhuǎn)向)初始化及設(shè)定使用IT-II維修要點(diǎn)(轉(zhuǎn)向)初始化及設(shè)定使用IT-II維修要點(diǎn)(轉(zhuǎn)向)初始化及設(shè)定使用IT-II維修要點(diǎn)(轉(zhuǎn)向)初始化及設(shè)定使用IT-II維修要點(diǎn)(轉(zhuǎn)向)初始化及設(shè)定使用IT-II維修要點(diǎn)(轉(zhuǎn)向)初始化及設(shè)定使用IT-II維修要點(diǎn)(轉(zhuǎn)向)初始化及設(shè)定使用IT-II10維修要點(diǎn)(轉(zhuǎn)向)初始化及設(shè)定使用IT-II10維修要點(diǎn)(轉(zhuǎn)向)初始化及設(shè)定使用IT-II維修要點(diǎn)(轉(zhuǎn)向)初始化及設(shè)定使用IT-II維修要點(diǎn)(轉(zhuǎn)向)初始化及設(shè)定使用IT-II10維修要點(diǎn)(轉(zhuǎn)向)初始化及設(shè)定使用IT-II維修要點(diǎn)(轉(zhuǎn)向)初始化及設(shè)定使用IT-II維修要點(diǎn)(轉(zhuǎn)向)初始化及設(shè)定如果有除C1515/C1525以外的DTC出現(xiàn)維修要點(diǎn)(轉(zhuǎn)向)初始化及設(shè)定使用SST(09083-18040)1.EPSECU初始化CG1.連接Tc,TsandCG端子，并將點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)為ONTsTc2.在20秒內(nèi)斷開、接通Tc端子20次3.確認(rèn)電子助力轉(zhuǎn)向警告燈顯示4.將點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)為OFFP/S（警告燈）維修要點(diǎn)(轉(zhuǎn)向)初始化及設(shè)定使用SST(09083-18040)2.馬達(dá)轉(zhuǎn)角傳感器設(shè)定CG1.連接TsandCG端子，并將點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)為ON

Ts2.方向盤左右兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動45度以上N維修要點(diǎn)(轉(zhuǎn)向)初始化及設(shè)定使用SST(09083-18040)3.扭矩傳感器設(shè)定CG1.設(shè)定馬達(dá)轉(zhuǎn)角傳感器之后連接Tc端子Ts2.確認(rèn)警告燈閃爍3.斷開SST并將點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)為OFFP/S(警告燈)謝謝觀看/歡迎下載BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH2009電子大賽電機(jī)部分培訓(xùn)一、直流電機(jī)（）匯報(bào)人姓名圖4為采用內(nèi)部集成有兩個(gè)橋式電路的專用芯片L298所組成的電機(jī)驅(qū)動電路。驅(qū)動芯片L298是驅(qū)動二相和四相步進(jìn)電機(jī)的專用芯片，我們利用它內(nèi)部的橋式電路來驅(qū)動直流電機(jī)，這種方法有一系列的優(yōu)點(diǎn)。每一組PWM波用來控制一個(gè)電機(jī)的速度，而另外兩個(gè)I/O口可以控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，控制比較簡單，電路也很簡單，一個(gè)芯片內(nèi)包含有8個(gè)功率管，這樣簡化了電路的復(fù)雜性，如圖所示IOB10、IOB11控制第一個(gè)電機(jī)的方向，IOB8輸入的PWM控制第一個(gè)電機(jī)的速度；IOB12、IOB13控制第二個(gè)電機(jī)的方向，IOB9輸入的PWM控制第二個(gè)電機(jī)的速度。

）

步進(jìn)電機(jī)是利用電磁鐵的作用原理，將脈沖信號轉(zhuǎn)換為線位移或角位移的電機(jī)。每來一個(gè)電脈沖，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動一定角度，帶動機(jī)械移動一小段距離。特點(diǎn):（1）來一個(gè)脈沖，轉(zhuǎn)一個(gè)步距角。（2）控制脈沖頻率，可控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。（3）改變脈沖順序，可改變轉(zhuǎn)動方向。應(yīng)用：由于步進(jìn)電動機(jī)的這一工作職能正好符合數(shù)字控制系統(tǒng)要求，因此它在數(shù)控機(jī)床、鐘表工業(yè)及自動記錄儀等方面都有很廣泛的應(yīng)用二、步進(jìn)電動機(jī)及其控制種類：勵(lì)磁式和反應(yīng)式兩種。勵(lì)磁式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上有勵(lì)磁線圈，依靠電磁轉(zhuǎn)矩工作。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上沒有勵(lì)磁線圈。依靠變化的的磁阻生成磁阻轉(zhuǎn)矩工作。應(yīng)用最廣泛，它有兩相、三相、多相之分。三相反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)的原理結(jié)構(gòu)圖如下：ABCIAIBIC

定子內(nèi)圓周均勻分布著六個(gè)磁極，磁極上有勵(lì)磁繞組，每兩個(gè)相對的繞組組成一相。采用Y連接，轉(zhuǎn)子有四個(gè)齒。定子轉(zhuǎn)子1、步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)2、步進(jìn)電機(jī)的工作原理

由于磁力線總是要通過磁阻最小的路徑閉合，因此會在磁力線扭曲時(shí)產(chǎn)生切向力，而形成磁阻轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。現(xiàn)以BCIAIBIC的通電順序，使三相繞組輪流通入直流電流，觀察轉(zhuǎn)子的運(yùn)動情況。ABCA（1）三相單三拍（FLASH）CA'BB'C'A3412

A相繞組通電，B、C相不通電。氣隙產(chǎn)生以A-A為軸線的磁場，而磁力線總是力圖從磁阻最小的路徑通過，故電動機(jī)轉(zhuǎn)子受到一個(gè)反應(yīng)轉(zhuǎn)矩，在此轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)子必然轉(zhuǎn)到左圖所示位置：1、3齒與A、A′極對齊?！叭唷敝溉嗖竭M(jìn)電機(jī)；“單”指每次只能一相繞組通電；“三拍”指通電三次完成一個(gè)通電循環(huán)。CA'BB'C'A3412

同理，B相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子會轉(zhuǎn)過30角，2、4齒和B、B′磁極軸線對齊；當(dāng)C相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過30角，1、3齒和C′、C磁極軸線對齊。1C'342CA'BB'ACA'BB'C'A3412

這種工作方式下，三個(gè)繞組依次通電一次為一個(gè)循環(huán)周期，一個(gè)循環(huán)周期包括三個(gè)工作脈沖，所以稱為三相單三拍工作方式。按ABCA……的順序給三相繞組輪流通電，轉(zhuǎn)子便一步一步轉(zhuǎn)動起來。每一拍轉(zhuǎn)過30°(步距角)，每個(gè)通電循環(huán)周期(3拍)磁場在空間旋轉(zhuǎn)了360°而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過90°(一個(gè)齒距角)。CA'BB'C'A3412CA'BB'C'A3412

A相通電，轉(zhuǎn)子1、3齒與A、A'對齊。

A、B相同時(shí)通電，A、A'磁極拉住1、3齒，B、B'磁極拉住2、4齒，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過15，到達(dá)左圖所示位置。按AABBBCC

CA的順序給三相繞組輪流通電。這種方式可以獲得更精確的控制特性。（2）三相六拍（FLASH）CA'BB'C'A3412B相通電，轉(zhuǎn)子2、4齒與B、B′對齊,又轉(zhuǎn)過15。3412CA'BB'C'AB、C相同時(shí)通電，C'、C

磁極拉住1、3齒，B、B'磁極拉住2、4齒，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過15。三相反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)的一個(gè)通電循環(huán)周期如下：AABBBCC

CA，每個(gè)循環(huán)周期分為六拍。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過15（步距角），一個(gè)通電循環(huán)周期(6拍)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過90(齒距角)。與單三拍相比，六拍驅(qū)動方式的步進(jìn)角更小，更適用于需要精確定位的控制系統(tǒng)中。AB通電CA'BB'C'A3412BC通電3412CA'BB'C'ACA通電CA'BB'C'A3412與單三拍方式相似，雙三拍驅(qū)動時(shí)每個(gè)通電循環(huán)周期也分為三拍。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過30(步距角)，一個(gè)通電循環(huán)周期(3拍)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過90(齒距角)。（3）三相雙三拍（FLASH）按ABBCCA的順序給三相繞組輪流通電。每拍有兩相繞組同時(shí)通電。

從以上對步進(jìn)電機(jī)三種驅(qū)動方式的分析可得步距角計(jì)算公式：—步距角Zr

—轉(zhuǎn)子齒數(shù)m—每個(gè)通電循環(huán)周期的拍數(shù)實(shí)用步進(jìn)電機(jī)的步距角多為3和1.5。為了獲得小步距角，電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子都做成多齒的。相數(shù)：產(chǎn)生不同對極N、S磁場的激磁線圈對數(shù)。常用m表示。拍數(shù)：完成一個(gè)磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用n表示，或指電機(jī)轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距角所需脈沖數(shù)，以四相電機(jī)為例，有四相四拍運(yùn)行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍運(yùn)行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.步距角：對應(yīng)一個(gè)脈沖信號，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用θ表示。θ=360度/（轉(zhuǎn)子齒數(shù)*運(yùn)行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為50齒電機(jī)為例。四拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ=360度/（50*4）=1.8度（俗稱整步），八拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ=360度/（50*8）=0.9度（俗稱半步）。3.步進(jìn)電機(jī)的靜態(tài)指標(biāo)術(shù)語定位轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在不通電狀態(tài)下，電機(jī)轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩（由磁場齒形的諧波以及機(jī)械誤差造成的）靜轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在額定靜態(tài)電作用下，電機(jī)不作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。此力矩是衡量電機(jī)體積（幾何尺寸）的標(biāo)準(zhǔn)，與驅(qū)動電壓及驅(qū)動電源等無關(guān)。雖然靜轉(zhuǎn)矩與電磁激磁安匝數(shù)成正比，與定齒轉(zhuǎn)子間的氣隙有關(guān)，但過分采用減小氣隙，增加激磁安匝來提高靜力矩是不可取的，這樣會造成電機(jī)的發(fā)熱及機(jī)械噪音。1)步距角精度

步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角的實(shí)際值與理論值的誤差。用百分比表示：誤差/步距角*100%。不同運(yùn)行拍數(shù)其值不同，四拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在5%之內(nèi)，八拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在15%以內(nèi)。2)失步

電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。稱之為失步。3)失調(diào)角

轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細(xì)分驅(qū)動是不能解決的。4)最大空載起動頻率

4.步進(jìn)電機(jī)動態(tài)指標(biāo)及術(shù)語電機(jī)在某種驅(qū)動形式、電壓及額定電流下，在不加負(fù)載的情況下，能夠直接起動的最大頻率。5)最大空載的運(yùn)行頻率

電機(jī)在某種驅(qū)動形式，電壓及額定電流下，電機(jī)不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。6)運(yùn)行矩頻特性

電機(jī)在某種測試條件下測得運(yùn)行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線稱為運(yùn)行矩頻特性，這是電機(jī)諸多動態(tài)曲線中最重要的，也是電機(jī)選擇的根本依據(jù)。如圖2所示：圖2力矩與頻率曲線圖環(huán)形分配器、功率放大器以及其它控制線路組合構(gòu)成步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)，其方框圖如圖4，在下一節(jié)的方案選擇時(shí)，也是按照驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行。5.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖4步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖基本原理作用如下：

(1)控制換相順序

通電換相這一過程稱為脈沖分配。例如：三相步進(jìn)電機(jī)的三拍工作方式，其各相通電順序?yàn)锳-B-C,通電控制脈沖必須嚴(yán)格按照這一順序分別控制A,B,C相的通斷。

(2)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向

如果給定工作方式正序換相通電，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，如果按反序通電換相，則電機(jī)就反轉(zhuǎn)。

(3)控制步進(jìn)電機(jī)的速度

如果給步進(jìn)電機(jī)發(fā)一個(gè)控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個(gè)脈沖，它會再轉(zhuǎn)一步。兩個(gè)脈沖的間隔越短，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)得越快。調(diào)整單片機(jī)發(fā)出的脈沖頻率，就可以對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。

主要元件：恒壓恒流橋式2A驅(qū)動芯片L298N、光電耦合器TLP521-4

工作電壓方式：直流

工作電壓：信號端4~6V、控制端5~36V

調(diào)速方式：直流電動機(jī)采用PWM信號平滑調(diào)速。

特點(diǎn)：

1、可實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)及調(diào)速。

2、啟動性能好，啟動轉(zhuǎn)矩大。3、工作電壓可達(dá)到36V，4A。

4、可同時(shí)驅(qū)動兩臺直流電機(jī)。

5、適合應(yīng)用于機(jī)器人設(shè)計(jì)及智能小車的設(shè)計(jì)中。

實(shí)例一：用L298驅(qū)動兩臺直流減速電機(jī)的電路。引腳A，B可用于PWM控制。如果機(jī)器人項(xiàng)目只要求直行前進(jìn)，則可將IN1，IN2和IN3，IN4兩對引腳分別接高電平和低電平，僅用單片機(jī)的兩個(gè)端口給出PWM信號控制A，B即可實(shí)現(xiàn)直行、轉(zhuǎn)彎、加減速等動作。

實(shí)例二：用L298實(shí)現(xiàn)二相步進(jìn)電機(jī)控制。將IN1，IN2和IN3，IN4兩對引腳分別接入單片機(jī)的某個(gè)端口，輸出連續(xù)的脈沖信號。信號的快慢決定了電機(jī)的轉(zhuǎn)速。改變繞組脈沖信號的順序即可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。圖13L298驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)伺服電動機(jī)又稱執(zhí)行電動機(jī)。其功能是將輸入的電壓控制信號轉(zhuǎn)換為軸上輸出的角位移和角速度，驅(qū)動控制對象。伺服電動機(jī)可控性好，反應(yīng)迅速。是自動控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備中常用的執(zhí)行元件。伺服電動機(jī)可分為兩類：交流伺服電動機(jī)和直流伺服電動機(jī)三、伺服電動機(jī)及其控制1、交流伺服電動機(jī)

交流伺服電動機(jī)就是一臺兩相交流異步電機(jī)。它的定子上裝有空間互差90的兩個(gè)繞組：勵(lì)磁繞組和控制繞組，其結(jié)構(gòu)如圖所示。勵(lì)磁繞組控制繞組杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)定子交流伺服電動機(jī)結(jié)構(gòu)圖~Uf~UcC其旋轉(zhuǎn)速度n為:n=60f(1-s)/p=n0(1-s)f:交流電源頻率(HZ)p:為磁級對數(shù)n0:電動機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速(r/min),

n0=60f/ps:轉(zhuǎn)差率,s=(n0-n)/n0圖5—21.基本工作原理:交流伺服電動機(jī)以單相異步電動機(jī)原理為基礎(chǔ)，從圖5—2可以看出，勵(lì)磁繞組WF接到電壓為Uf的交流電網(wǎng)上，控制繞組WC接到控制電壓Uc上，當(dāng)有控制信號輸入時(shí)，兩相繞組便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。該磁場與轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子跟著旋轉(zhuǎn)磁場以一定的轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)動起來.放大器檢測元件控制信號+–+–控制繞組勵(lì)磁繞組+++–––11(b)相量圖交流伺服電動機(jī)的接線圖和相量圖(a）接線圖交流伺服電動機(jī)的接線圖和相量圖放大器檢測元件控制信號+–+–控制繞組勵(lì)磁繞組+++–––1勵(lì)磁繞組串聯(lián)電容C,是為了產(chǎn)生兩相旋轉(zhuǎn)磁場。適當(dāng)選擇電容的大小，可使通入兩個(gè)繞組的電流相位差接近90,從而產(chǎn)生所需的旋轉(zhuǎn)磁場?？刂齐妷号c電源電壓頻率相同，相位相同或反相。勵(lì)磁繞組固定接在電源上，當(dāng)控制電壓為零時(shí)，電機(jī)無起動轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)。放大器檢測元件控制信號+–+–控制繞組勵(lì)磁繞組+++–––1

若有控制電壓加在控制繞組上，且勵(lì)磁電流和控制繞組電流不同相、相位相差90度、幅值相等i1=Ikmsinωti2=Ikmsin(ωt-90)Bk=BmsinωtBj=Bmsin(ωt-90)因此便產(chǎn)生兩相旋轉(zhuǎn)磁場。在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，轉(zhuǎn)子便轉(zhuǎn)動起來。交流伺服電動機(jī)的特點(diǎn)：不僅要求它在靜止?fàn)顟B(tài)下，能服從控制信號的命令而轉(zhuǎn)動，而且要求在電動機(jī)運(yùn)行時(shí)如果控制電壓變?yōu)榱?，電動機(jī)立即停轉(zhuǎn)。如果交流伺服電動機(jī)的參數(shù)選擇和一般單相異步電動機(jī)相似，電動機(jī)一經(jīng)轉(zhuǎn)動，即使控制等于零，電動機(jī)仍繼續(xù)轉(zhuǎn)動，電動機(jī)失去控制，這種現(xiàn)象稱為“自轉(zhuǎn)”。什么是“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象？2.消除自轉(zhuǎn)現(xiàn)象的措施由三相異步電動機(jī)的特性可知，轉(zhuǎn)子電阻值對電動機(jī)的機(jī)械特性有較大的影響，如圖5—4所示。當(dāng)轉(zhuǎn)子阻值增大到一定程度，例如圖中r23時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩可出現(xiàn)在s=l附近。為此目的，把伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻r2設(shè)計(jì)得很大，使電動機(jī)在失去控制信號單相運(yùn)行時(shí)，正轉(zhuǎn)矩或負(fù)轉(zhuǎn)矩的最大值均出現(xiàn)在Sm>1的地方，這樣可得出圖5—5所示的機(jī)械特性曲線。

圖5—5中曲線l為有控制電壓時(shí)伺服電機(jī)的機(jī)械特性曲線，曲線T+和T-為去掉控制電壓后，脈動磁場分解為正、反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場對應(yīng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩曲線。曲線T為去掉控制電壓后單相供電時(shí)的合成轉(zhuǎn)矩曲線。從圖中可看出，它與異步電動機(jī)的機(jī)械特性曲線不同，是在第二和第四象限內(nèi)。當(dāng)轉(zhuǎn)速n為正時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩T為負(fù)，當(dāng)n為負(fù)時(shí)，T為正，即去掉控制電壓后，單相供電時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩的方向總是與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，所以，是一個(gè)制動轉(zhuǎn)矩。由于制動轉(zhuǎn)矩的存在，可使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動，從而避免“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象。電機(jī)停止轉(zhuǎn)動所需要的時(shí)間，比兩相電壓Uf和Uc同時(shí)取消、單靠摩擦等制動方法所需的時(shí)間要短得多。這正是兩相交流伺服電動機(jī)在工作時(shí)，勵(lì)磁繞組始終接在電源上的原因。增大伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子阻值r2，既有利于消除“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象，同時(shí)還使穩(wěn)定運(yùn)行段加寬、啟動轉(zhuǎn)矩增大。目前通常采用高電阻材料制成的鼠籠導(dǎo)條，杯形

轉(zhuǎn)子的壁很薄，一般只有O．2～0．8mm，因而轉(zhuǎn)子阻值較大，且慣量較小。

圖5—6所示為幅值控制的一種接線圖，從圖中看出，兩相繞組接于同一單相電源，適當(dāng)選擇電容C，使Uf與Uc相角相差90度，改變電阻Ｒ的大小，即改變控制電壓Uc的大小，可以得到圖5—7所示的不同控制電壓下的機(jī)械特性

3.控制特性。兩相交流伺服電動機(jī)的控制方法有三種：①幅值控制；②相位控制；⑧幅值～相位控制。機(jī)電