下面討論三相電機的轉(zhuǎn)矩特性,由于其電流波形近似為正弦波,現(xiàn)將細(xì)分驅(qū)動時的轉(zhuǎn)矩與兩相電機比較來看。如增加細(xì)分的細(xì)分?jǐn)?shù),電流波形能近似正弦波,磁通的高次諧波的影響更明顯。兩相電機細(xì)分時的轉(zhuǎn)矩磁通是不含高次諧波的正弦波,如式前一篇中的t2=iφsinδ所示。下圖是對其磁通含三次諧波時的細(xì)分兩相電機與三相電機轉(zhuǎn)矩進(jìn)行比較。
三相電機的各相轉(zhuǎn)矩與兩相電機的曲線相同,用下圖式1表示。交鏈磁通能用基波與奇數(shù)次高次諧波之和表示(偶數(shù)次的高次諧波與線圈交鏈時會抵消,不會變成交鏈磁通),基波與三次諧波之和如下圖所示。
以上各相的交鏈磁通用“式2”表示,電流i用“式3”表示:
上式中,k1、k3為基波和三次諧波的系數(shù)。
轉(zhuǎn)子以同步速度轉(zhuǎn)動,下式成立:
θ=ωt-δ
根據(jù)以上式子,各相轉(zhuǎn)矩合成的三相電機轉(zhuǎn)矩如下式所示:
即三相電機的轉(zhuǎn)矩k3項消去,不受磁通三次諧波的影響,不含成為一恒定轉(zhuǎn)矩。
另一方面,兩相電機的情形也同樣變成如下式所:
根據(jù)上式,兩相合成轉(zhuǎn)矩的兩相式細(xì)分驅(qū)動時的轉(zhuǎn)矩t2變成下式:
根據(jù)上式,第1項為一恒定轉(zhuǎn)矩,第2相為含ω的振動轉(zhuǎn)矩。據(jù)此看出,兩相電機的轉(zhuǎn)矩依據(jù)磁通的三次諧波,包含含有電流頻率的振動轉(zhuǎn)矩。亦即兩相電機受到磁場的三次諧波的影響,而三相電機的三次諧波由三相電機的構(gòu)造抵消,與兩相電機相比,三相電機可以制造出低振動的步進(jìn)電機。