姚凯伦，毕 超

(上海理工大学 机械工程学院,上海 200093)

混合式步进电机具有高分辨率、高转矩和控制简单等特点[1]，被广泛应用在许多产品中，例如办公室用设备、计算机周边设备、医疗仪器以及航天航空和雷达控制系统。混合式步进电机通常被用于进行位置控制[2]，其运行速度通常比较低，一般不超过1 000 r·min-1。

步进电机的“牵出转矩[3]”是指电机处于恒速运转下最大不失步转速时的输出转矩，反映了混合式步进电机的动态转矩特性和带载能力。为了获得更高的工作效率，通常希望混合式步进电机能够在同样的转速下产生较高的有效电磁转矩，以便在高速下驱动较大的负载。然而，如果负载转矩超过了电机的有效电磁转矩，电机就会发生失步现象，继而导致电脉冲信号和角位移无法对应，发生不可控制并产生测量误差。因此，实际应用中通常步进电机的牵出转矩越大越好[4]。

步进电机的牵出转矩不仅与电机的电磁结构和使用的材料有关，也与驱动模式有关。本文着重分析三相混合式步进电机的牵出转矩与细分驱动模式之间关系。同时，将具有同样参数的三相和二相混合式步进电机进行对比，观察两者牵出转矩的差异。最后，采用用实验对仿真结果加以验证。

1 三相混合式步进电机仿真模型

为了分析细分驱动模式对三相混合式步进电机的影响，本文建立了一个电机仿真模型[5]，其结构如图1所示。

图1 三相混合式步进电机仿真模型