微型電機(jī)是一種廣為使用的執(zhí)行元件,應(yīng)用于各種自動化的控制系統(tǒng)之中，其精度要求達(dá)到納米級別，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性有非常高的要求。傳統(tǒng)的電機(jī)控制技術(shù)根本滿足不了設(shè)計要求，而電機(jī)細(xì)分技術(shù)從一定程度上解決了存在的潛在問題。

一 、認(rèn)識微型電機(jī)

       微型電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)微型驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動微型電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的步距角，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。所以我們可以很容易通過控制脈沖個數(shù)來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的角度，同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度。

       常用的微型電機(jī)主要有三種類型：可變磁阻式，永磁式和混合式三種?？勺兇抛枋接苫镜霓D(zhuǎn)子和定子組成，轉(zhuǎn)子開有齒或槽，在定子磁場中總是轉(zhuǎn)向磁阻最小的位置，能產(chǎn)生中等轉(zhuǎn)矩，步距角為0.9°~ 15°。永磁式微型電機(jī)的轉(zhuǎn)子是用圓柱形永磁鐵制作，上面有齒或者槽。轉(zhuǎn)矩比較小，具有保持力矩，步距角7.5°~90°，廣泛用于計算機(jī)外圍設(shè)備和儀器儀表行業(yè)?；旌鲜轿⑿碗姍C(jī)則綜合了永磁式微型電機(jī)和可變磁阻式電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，混合式步進(jìn)電動機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大，斷電時具有保持力，步距角大約為0.9°~15°。

二、要細(xì)分的原因

       看到很多人說對微型電機(jī)進(jìn)行細(xì)分是為了提高定位精度，其實(shí)這并不是最主要的因素。細(xì)分實(shí)際上是能夠大大提高電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能，以二相混合式微型電機(jī)為例，如果電機(jī)額定電流是5A，采用常規(guī)驅(qū)動方式時，電機(jī)每運(yùn)行一次，其繞組能相電流將從0突變至5A或從5A變?yōu)?，這種電流的突然變化，勢必會引起電機(jī)運(yùn)行的振動。若采用細(xì)分技術(shù)，如果是50細(xì)分的話，電機(jī)每運(yùn)行一步，其繞組能電流變化只要0.1A，這樣可以大大改善電機(jī)的振動情況。同時細(xì)分后，電機(jī)的輸出力矩實(shí)際上是增加的，特別是對于三相式反應(yīng)時電機(jī)，其力矩比不細(xì)分時提高約30-40%，提高了電機(jī)的分辨率，減少了步距角，調(diào)高了步距的均勻度，所以對微型電機(jī)進(jìn)行細(xì)分真可謂是好處多多。

三、細(xì)分控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法

       以兩相反應(yīng)式微型電機(jī)為例，若電機(jī)拍數(shù)為N，每秒輸入f個脈沖時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為，在f不變的情況下，改變N，則轉(zhuǎn)速改變，電機(jī)細(xì)分后N增加，增加其運(yùn)行拍數(shù)，從而減少步距角，這樣便使得電機(jī)運(yùn)行的轉(zhuǎn)速下降，為了保持電機(jī)的正常工作運(yùn)行速度，需要增加相應(yīng)的脈沖個數(shù)。

如果每次輸入脈沖切換時，改變的只是對應(yīng)繞組中額定電流的一部分，那么轉(zhuǎn)子的每步轉(zhuǎn)動也只會是原有步距角的一部分。額定電流分成以多少個級別進(jìn)行切換，轉(zhuǎn)子就以多少步來轉(zhuǎn)完一個原有的步距角，通過對微型電機(jī)的相電流進(jìn)行階梯化控制，使電機(jī)以更小的單位步距角運(yùn)行，從而減小步長和低頻振蕩。簡言之細(xì)分驅(qū)動的思想是把原來簡單的對轉(zhuǎn)子電流的通斷過程改變?yōu)橹饾u的改變各相繞組的電流大小和方向，使電機(jī)內(nèi)部的空間合成磁場逐步改變，這樣就能把原來的一個步距角的通電方式改變成為跟隨電流的階梯波，變成多步。由于一般使用的斬波器的頻率很高，所以在每個階段電流的波動時可以忽略的，近似為可看做直流輸出。