?

　　
式中N—每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)；NI—每相繞組的磁動(dòng)勢(shì)；Z2—轉(zhuǎn)子的齒數(shù)；θ—矩角；Ad—直軸磁導(dǎo)；Aq—交軸磁導(dǎo)。
　　電磁轉(zhuǎn)矩最大值Tmax與每相繞組磁動(dòng)勢(shì)(或相電流)的平方成正比，所以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)屬于對(duì)繞組電流十分敏感的傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)。

　　主電路如圖1示，下橋臂電流恒定值固定為相繞組額定電流的兩倍2I。以半步運(yùn)行為例，4-5勵(lì)磁的20種通電狀態(tài)中4相勵(lì)磁與5相勵(lì)磁交替進(jìn)行，根據(jù)環(huán)分控制邏輯不難分析，主電路穩(wěn)態(tài)等值電路基本結(jié)構(gòu)為4拍一循環(huán)，所以單步響應(yīng)特性也是4拍一循環(huán)。混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制主要體現(xiàn)為對(duì)轉(zhuǎn)矩矢量的控制，而繞組電流又直接與轉(zhuǎn)矩相關(guān)。以一相繞組通以額定電流I產(chǎn)生的定位轉(zhuǎn)矩T為基準(zhǔn)，首先分析相鄰4拍 繞組電流及其相應(yīng)派生定位轉(zhuǎn)矩矢量的變化規(guī)律。
　　
　　派生定位轉(zhuǎn)矩矢量為：
　　
　　派生定位轉(zhuǎn)矩矢量為
　　
　　派生定位轉(zhuǎn)矩矢量為
　　?
　　
　　從以上分析可以看出：派生定位轉(zhuǎn)矩矢量變化不均勻，表現(xiàn)在大小上不一樣，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)相當(dāng)明顯，最大值是最小值的2.15倍；相位變化也不均勻，5相勵(lì)磁產(chǎn)生了附加步距誤差。這些因素反映在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)低頻運(yùn)行時(shí)，走步有明顯的“強(qiáng)”“弱”或“重”“輕”，加劇了電機(jī)的低頻震蕩，這對(duì)低速工作是不利的，另外步矩角的不均勻也影響到系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量。

　　若改下橋臂恒流斬波的電流恒定值隨繞組勵(lì)磁狀態(tài)變化，可以改善定位轉(zhuǎn)矩矢量變化的均勻性。具體分析如下。
　
　　條件：B相下橋臂恒流斬波的電流恒定值為2I；D相下橋臂恒流斬波的電流恒定值為1.5I。各相繞組電
　　
　
　　條件：D相下橋臂恒流斬波的電流恒定值為2I；B相下橋臂恒流斬波的電流恒定值為1.5I。各相繞組電
　　
　　條件：D相下橋臂恒流斬波的電流恒定值為2I；A、E相下橋臂恒流斬波的電流恒定值為I；各相繞組電
　　
　　由以上分析不難看出，派生定位轉(zhuǎn)矩矢量變化的均勻性得到較大改善，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)相當(dāng)小，最大值僅是最小值的1.11倍，且無附加步距誤差。

　　按照改進(jìn)方案，每相下橋臂恒流斬波的電流恒定值隨繞組勵(lì)磁狀態(tài)變化，在下橋臂開通時(shí)根據(jù)勵(lì)磁狀態(tài)不同有I、1.5I和2I三種取值，電路如圖3，通過開關(guān)切換改變電阻分壓值得到所要求的電流設(shè)定值。模擬開關(guān)k1a和k2a可采用CD4066集成電路實(shí)現(xiàn)。

　　
　　由式(1)可確定電阻R?0和R?1的阻值。
　　k1ak2a=10時(shí)，比較器U“+”端門限值為
　　
　　由上式可確定電阻R3的阻值。
　　表1為整個(gè)五相電流控制開關(guān)與環(huán)分信號(hào)對(duì)應(yīng)的開關(guān)真值表。某相下橋臂未開通時(shí)，表中的邏輯值為隨意值。開關(guān)真值表可結(jié)合環(huán)分信號(hào)用EPROM或CPLD等器件來實(shí)現(xiàn)。