【正文】 1)控制電源與驅(qū)動(dòng)電源隔離 2） 功放級中， T6是繞組 LA的供電開關(guān)管； T5則是恒流斬波管，用于控制電機(jī)繞組中穩(wěn)定電流。 平滑控制 的作用是使步進(jìn)電機(jī)在低頻段能夠?qū)崿F(xiàn)平滑的步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)，其電路與微步電路相似，但它不改變脈沖當(dāng)量 單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī) 單片機(jī)控制步時(shí)電機(jī)時(shí)，主要是做好硬件接口和軟件接口。減少步進(jìn)電機(jī)在低頻運(yùn)行中的振動(dòng)和噪聲，以及實(shí)現(xiàn)精確定位 根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的矩角特性可知 ， 兩相或兩相以上的繞組通電 ， 并且改變其電流大小和方向時(shí) ， 就可得到一個(gè) 相位角變化的合成力矩 ， 即微步運(yùn)行力矩 。環(huán)開分配器可用 普通集成電路 ， 專用集成電路 或 微機(jī) 來實(shí)現(xiàn)。 1）脈沖分配電路 功能是將來自控制環(huán)節(jié)的指令脈沖按著一定的 順序和分配 方式，分配給步進(jìn)電機(jī)各繞組，使其按事先規(guī)定的時(shí)間順序通、斷電。 對功率放大器的要求是：能夠提供出幅值足夠大 ， 并且前后沿較好的矩形波勵(lì)磁電流 ， 電路本身的功耗小 ， 效率高：能夠保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行 ， 驅(qū)動(dòng)電源成本低等 。包括： 1）脈沖信號產(chǎn)生電路； 2）脈沖信號分配電路； 3）功率驅(qū)動(dòng)電路?？刂乒╇姷拿}沖個(gè)數(shù)就可以控制位移，控制脈沖頻率就可以控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。 （ 1）（ 1） 永磁交流同步電機(jī)的控制 具有 永磁轉(zhuǎn)子 的交流同步電機(jī)稱為永磁交流同步電機(jī)。 矢量控制變頻調(diào)速是一種高精度的調(diào)速。 （ 2）鼠籠式異步伺服電機(jī)的矢量控制 矢量控制方式就是將電機(jī)定子電流分解成規(guī)定的 磁場電流 和 轉(zhuǎn)矩電流 ，分別進(jìn)行控制，同時(shí)將二者合成后的定子電流供給電機(jī)。 也就是說 ， 伺服電機(jī)轉(zhuǎn)角對應(yīng)于指令脈沖數(shù) ， 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度對應(yīng)于指令脈沖頻率 。 交流伺服電機(jī)的控制 圖 441所示是永磁交流同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 。當(dāng)速度控制器（ SC）將給定速度指令信號 f＊ｍ與速度檢測器反饋值 fm的偏差放大后，形成轉(zhuǎn)差頻率指令 f＊ｓ，由該 f＊ｓ加上速度檢出信號 fm后，形成逆變器的輸出頻率控制指令 f*，其它控制與 U/f控制相同。 圖 440所示是轉(zhuǎn)差頻率控制的原理圖。 交流電機(jī)的變頻調(diào)速（ 2） （ 2） 轉(zhuǎn)差頻率控制調(diào)速 轉(zhuǎn)差頻率是指施加于電機(jī)的交流電壓頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)速 （ 電氣角頻率 ） 的差頻率 。 ② 額定頻率以上調(diào)速 由于定子相電壓受額定電壓的限制，當(dāng)上調(diào)頻率時(shí)，只能保持 U1= U1n，根據(jù)式（ 429）可知，這時(shí)將迫使磁通與頻率成反比例降低，相當(dāng)于直流電機(jī)弱磁調(diào)速的情況。 根據(jù)三相異步電機(jī)定子每相電勢有效值表達(dá)式 1 1 1 14. 44 NmE f N K??（ 429） 式中 E1—— 定子每相的感應(yīng)電勢有效值； 1N—— 定子每相繞組匝數(shù) 1NK—— 繞組系數(shù)； m?—— 每極氣隙磁通量 11Ef ?常值1Uf ?常值①額定頻率以下調(diào)速 由式（ 429）可知，要保持 Φm不變，當(dāng)從額定頻率 f1n下調(diào)頻率 f1時(shí)，必須同時(shí)降低 E1，使 這就是恒定電勢頻率比的控制方式。 然而，繞組中的感應(yīng)電勢難以直接控制，當(dāng)電勢值較高時(shí)，可忽略定子繞組的漏磁阻抗壓降，認(rèn)為定子相電壓 U1= E1，得 這就是 恒壓頻比 的控制方式。 交流電機(jī)的調(diào)速原理 ? ? ? ?1 06011fn s s np? ? ? ?根據(jù)電機(jī)學(xué)可知，交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速 （ 428） 式中 s—— 電機(jī)的轉(zhuǎn)差率； f1—— 電機(jī)的供電頻率； p—— 電機(jī)的極對數(shù)； n0—— 電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。 這時(shí)若輸入信號的頻率和相位稍有變化 ， 頻率相位比較器輸出也會(huì)相應(yīng)變化 ， 驅(qū)使電機(jī)速度朝著減少相位誤差方向改變 。 基準(zhǔn)信號是采用石英晶體振蕩器 。 這種穩(wěn)速精度可達(dá) 2%3%。 即當(dāng) UI為零時(shí) ， US為正負(fù)脈沖寬度相等方波 ， 當(dāng) UI為正或負(fù)時(shí) ， 則比較器輸入端的三角波相應(yīng)上移或下移 ， US也相應(yīng)改變 ， 直流脈寬調(diào)速就是利用脈寬調(diào)制 （ PWM） 變換器 ， 將直流電源電壓變換成較高頻率的方波電壓 ， 再控制該方波脈沖寬度來改變加在電機(jī)電樞上平均電壓 Ud進(jìn)行調(diào)速的 。 PWM(Pulse width Modulate)調(diào)速 PWM晶體管功率放大器由兩部分組成 ， 即 電壓 脈寬變換器 和 開關(guān)式功率放大器 。實(shí)際電路中，為了對系統(tǒng)進(jìn)行限流保護(hù)，還應(yīng)引入 電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié) ，這樣就組成了有兩個(gè)調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)的調(diào)速系統(tǒng)。 11k? 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)的調(diào)速系統(tǒng) 4－ 35 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 以正比于偏差 ΔU對時(shí)間的積分，去控制晶閘管觸發(fā)器的控制角 α，實(shí)現(xiàn)無靜態(tài)誤差的調(diào)速。 將式（ 425）代入式（ 424），可整理得出 （ 426） 式中 Ka—— 從給定電奪到晶閘管整流輸出端整流電壓的放大倍數(shù)， Ka= KdK1； K—— 系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)， —— 閉環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉(zhuǎn)速； —— 閉環(huán)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降落。 00 。 其中調(diào)速特性較好 ， 應(yīng)用廣泛的是 調(diào)壓調(diào)速 。一般用來制造霍爾元件的材料有鍺（ Ge)、硅（ Si)、 砷化銦（ InAs)、銻化銦 (InSb) 直流電機(jī)的調(diào)速原理 式中 Ud—— 加在電樞回路上電壓； ΔU—— 晶閘管正向壓降； Id—— 電機(jī)電樞電流； Rd—— 電機(jī)電樞電路總電阻； n0—— 理想空載轉(zhuǎn)速； Φ——電機(jī)的磁通； CE—— 電勢常數(shù) 。 電子受到的洛侖茲力為 : ()Lf e v B??電子的電量 C 半導(dǎo)體中電子運(yùn)動(dòng)的速度 磁場強(qiáng)度 在洛侖茲力的作用下，電子被推向半導(dǎo)體的一側(cè)，并形成電子積累，而另一側(cè)形成對應(yīng)的 正電荷積累，從而在兩側(cè)間形成電場，使運(yùn)動(dòng)的電子受電場力的作用： HEH Vf e E e b? ? ? ?電場形成的電勢 電場基板之間的距離 霍爾元件（ 2） 當(dāng)電子受到的洛侖茲力和電場力相等時(shí)，電荷的積累達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，則霍爾 電勢為： sinHV b v B b v B?? ? ? ? ? ? ?流經(jīng)載流體的電流與載流體中電子的速度有如下關(guān)系： I n e v b d? ? ? ? ?載流體的電子密度 由上兩式子可知道霍爾 電勢為 1 HHHRV I B I B K I Bn e d d? ? ? ? ? ? ???霍爾系數(shù) 靈敏系數(shù) 由此可知： 1）在恒定電流之下可用霍爾元件測量磁感應(yīng)強(qiáng)度 B，在恒磁場之下，可以測電流 I。為 霍爾電勢 ，該載流體為 霍爾元件 。 霍爾元件（ 1） 霍爾元件的工作原理 霍爾效應(yīng)： 載流體位于磁場中，當(dāng)其流經(jīng)的電流 I的方向與磁場 B的方向之間有夾角 α?xí)r，則在載流體上平行于 I、 B的兩側(cè)面之間產(chǎn)生一個(gè)大小與電流 I和磁場 B的乘積成正比的電動(dòng)勢 VH。轉(zhuǎn)速 n為 n = 60f/Z (r/min) 式中 f—— 傳感器輸出周期信號頻率 （ Hz） Z—— 被測物體上標(biāo)記（齒）數(shù)。當(dāng)縫隙圓盤隨被測軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于圓盤上的縫隙間距與指示縫隙的間距相同，因此若圓盤每轉(zhuǎn)一周，光電器件就會(huì)輸出與圓盤縫隙數(shù)相等的電脈沖，根據(jù)測量時(shí)間 t內(nèi)的脈沖數(shù) N，就可求出轉(zhuǎn)速 （ 422） 利用位移傳感器檢測速度 各種氣隙型位移傳感器配合被測物體上的等距標(biāo)記（凸齒、凹坑等），都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)速測量。它是由裝在被測軸上 帶縫隙圓盤 、指示縫隙盤 、以及 光源和光電器件 等組成。 一般取 Zt=60 10m（ m=0， 1， 2， … ） 利用兩組縫隙間距 W相同，位置相差（i/2+1/4） W（式中 i為正整數(shù)）的指示縫隙和光電器件，就可辨別出圓盤的旋轉(zhuǎn)方向。所以，選用測速發(fā)電機(jī)時(shí)應(yīng)按產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行確定。 直流測速發(fā)電機(jī)輸出特性曲線如圖 429所示。由于它具有 輸出電壓 與 轉(zhuǎn)速 成正比， U=k 將來自光電元件 12上的拍頻信號各經(jīng)前置放在、整形、倍頻和計(jì)數(shù)后送入減法器，利用拍頻差 N就可求出位移量 式中 λ2—— 頻率為 f2的光波波長； N—— 測量信號與參考信號的拍頻差。當(dāng) 6不動(dòng)時(shí)，則光電元件 10就得到與參考信號相同的頻差為 f1 f2的信號；當(dāng) 6移動(dòng)時(shí)，根據(jù) 多普勒效應(yīng) ， f2要變成 f2（ f2=177。另一部分光線穿過分光鏡 4后經(jīng) 偏振分光鏡 5，對偏振面垂直于入射平面頻率為 f1的線偏振光產(chǎn)生全反射，而對偏振面在入射平面內(nèi)頻率為 f2的偏振光全透過。而雙頻激光干涉?zhèn)鞲衅魇蔷C合運(yùn)用 光學(xué)塞曼效應(yīng) 、 多普勒效應(yīng) 和 光學(xué)拍頻原理 研制而成， 22xN??雙頻氦氖激光器由單頻 氦氖激光器 1和 軸向磁場 2組成，由于塞曼效應(yīng)，軸向磁場能把中心頻率為 f0激光譜線分裂成兩個(gè)旋向相反的 圓偏振光 ，其頻率分別為 f f2。 激光檢測裝置 激光傳感器，通常由 激光