圖10：kaz-723 頻率電壓轉(zhuǎn)換器。

為了檢測整個測試系統(tǒng)的運(yùn)行和了解所用電機(jī)和測試裝置的固有缺陷，在電機(jī)兩個線圈上加上相位差90度的正弦波電流。兩相電流和代表電機(jī)轉(zhuǎn)速的電壓信號，如圖11所示。

頻率電壓轉(zhuǎn)換器的輸出顯示電機(jī)瞬時速度的變化是周期性的，與驅(qū)動電流波形同步。這個速度變化很可能是由于電機(jī)本身的磁場和機(jī)械構(gòu)造的缺陷引起的，也部分原因可能是編碼器，測試機(jī)架，或驅(qū)動電流的諧波失真分量。

那么，圖11就是此測試設(shè)置下此電機(jī)最理想的運(yùn)行結(jié)果，雖然我們可以通過預(yù)調(diào)整驅(qū)動波形來補(bǔ)償電機(jī)結(jié)構(gòu)引起的問題以進(jìn)一步提高運(yùn)行質(zhì)量。

圖11：模擬電流驅(qū)動電機(jī)運(yùn)行測量。

接著，在相同設(shè)置和試驗條件下，用市面上通用的雙極步進(jìn)驅(qū)動器來驅(qū)動電機(jī)，采用傳統(tǒng)的峰值電流控制和使用外部檢測電阻器。該驅(qū)動器電流增大時采用慢衰減模式，電流減小采用混合衰減模式。

混合衰減模式的閾值設(shè)置盡量優(yōu)化，使得慢衰模式工作時間盡可能長，同時當(dāng)電流幅值減小到零時能一直保證跟蹤所期望的理想波形。這樣可以盡可能的減小PWM電流紋波，也就是盡量減小速度的變化量。

如圖12所示，采用這種傳統(tǒng)步進(jìn)驅(qū)動芯片，速度的變化是模擬正弦和余弦波電流驅(qū)動的三倍。這意味著電機(jī)噪聲，振動，以及定位誤差都增加了。

圖12：傳統(tǒng)控制調(diào)節(jié)方案下的電機(jī)運(yùn)行質(zhì)量。

MPS MP6500步進(jìn)驅(qū)動集成芯片，采用內(nèi)部電流采樣和上述的自動衰減電流調(diào)節(jié)方案，可以實(shí)現(xiàn)更好的電機(jī)運(yùn)行質(zhì)量。如圖13所示，速度變化雖不是和模擬正弦和余弦波電流驅(qū)動的結(jié)果一樣小，但是比傳統(tǒng)的驅(qū)動方案要改善許多，使得電機(jī)運(yùn)行更平穩(wěn)安靜，定位更精確。

圖13：MP6500驅(qū)動的電機(jī)運(yùn)行質(zhì)量

高速運(yùn)行

正如我們在圖3中看到的，在很高的步率情況下，傳統(tǒng)的電流控制技術(shù)不能很好控制繞組電流，有可能產(chǎn)生嚴(yán)重的電流波形畸變。隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)速不斷增大，反電動勢會越來越大，在它作用下相電流隨速度的增大而減小，且電流下降的時間也減少，從而導(dǎo)致力矩變小甚至失速。相對于傳統(tǒng)方案，MP6500的改進(jìn)自適應(yīng)電流控制模式可以使電機(jī)運(yùn)行在更高的速度。

圖14為，同上測試系統(tǒng)下采用傳統(tǒng)電流控制模式，電機(jī)轉(zhuǎn)速不斷提高的測試結(jié)果(橫軸為時間，縱軸為轉(zhuǎn)速)。失速發(fā)生時，速度測量結(jié)果是在8V左右，相當(dāng)于在480RPM。

圖14：傳統(tǒng)控制模式的提速測試。

使用相同的設(shè)置和繞組電流，如圖15所示，由于更好的自適應(yīng)電流調(diào)節(jié)控制方案，MP6500可以驅(qū)動明顯更高的速度。失速發(fā)生時，速度測量結(jié)果是在10V左右，相當(dāng)于在600RPM。