電機(jī)驅(qū)動(dòng)器細(xì)分的技術(shù)原理在不同類型的電機(jī)中的差異：

1. 步進(jìn)電機(jī)

• 細(xì)分技術(shù)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行精度和平滑度提升顯著。由于步距角可以被細(xì)分到很小，所以在需要高精度定位的場(chǎng)合，如數(shù)控機(jī)床的刀具進(jìn)給、電子設(shè)備的精密裝配等，能夠精確地控制電機(jī)的位置。同時(shí)，細(xì)分后的電機(jī)運(yùn)行更加平滑，減少了在整步運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的振動(dòng)和噪聲，尤其在低速運(yùn)行時(shí)效果更明顯。不過(guò)，隨著細(xì)分倍數(shù)的增加，電機(jī)的輸出扭矩會(huì)有所下降，需要根據(jù)實(shí)際負(fù)載情況合理設(shè)置細(xì)分倍數(shù)。

• 主要是通過(guò)改變繞組電流的波形來(lái)實(shí)現(xiàn)細(xì)分。以微步驅(qū)動(dòng)為例，驅(qū)動(dòng)器可以產(chǎn)生階梯形的電流波形。比如，在 2 細(xì)分時(shí)，電流波形從 0 開(kāi)始，先上升到一半的額定電流（假設(shè)為 A 相），同時(shí) B 相電流保持為 0，這使得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)半個(gè)步距角；然后 A 相電流保持，B 相電流再上升到一半額定電流，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)動(dòng)半個(gè)步距角，從而實(shí)現(xiàn)了步距角的細(xì)分。這種細(xì)分方式是通過(guò)復(fù)雜的電流控制電路，如采用高精度的電流放大器和微處理器來(lái)精確控制電流的大小和切換時(shí)間。

• 步進(jìn)電機(jī)是基于電磁感應(yīng)原理工作的。其定子上有多個(gè)繞組，轉(zhuǎn)子是一個(gè)永磁體或軟磁體。在普通驅(qū)動(dòng)模式下，當(dāng)定子繞組按一定順序通電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步距角。在細(xì)分驅(qū)動(dòng)模式下，驅(qū)動(dòng)器通過(guò)控制繞組電流的大小和方向來(lái)細(xì)分步距角。例如，對(duì)于一個(gè)兩相步進(jìn)電機(jī)，A 相和 B 相繞組在整步驅(qū)動(dòng)時(shí)是交替全通電狀態(tài)。而在細(xì)分驅(qū)動(dòng)時(shí)，如采用 4 細(xì)分，驅(qū)動(dòng)器會(huì)將 A 相或 B 相電流分成 4 個(gè)階段來(lái)逐步改變，使轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度被細(xì)分為原來(lái)的 1/4。

  
  

2. 伺服電機(jī)

• 對(duì)于伺服電機(jī)，這種類似細(xì)分的控制技術(shù)主要是為了提高控制精度和響應(yīng)速度。由于伺服電機(jī)本身具有較高的性能，這種精細(xì)控制使得它在對(duì)動(dòng)態(tài)性能和精度要求極高的場(chǎng)合，如工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)控制、高精度加工中心等發(fā)揮更好的作用。與步進(jìn)電機(jī)不同的是，伺服電機(jī)的這種精細(xì)控制不會(huì)導(dǎo)致輸出扭矩隨著控制精度的提高而明顯下降，因?yàn)槠渑ぞ乜刂剖腔�于先進(jìn)的矢量控制等算法，可以根據(jù)負(fù)載情況和控制要求靈活調(diào)整輸出扭矩。

• 在位置控制方面，通過(guò)提高編碼器的分辨率來(lái)實(shí)現(xiàn)類似細(xì)分的效果。例如，普通編碼器每轉(zhuǎn)可能產(chǎn)生 1000 個(gè)脈沖，而高精度編碼器每轉(zhuǎn)可以產(chǎn)生 20000 個(gè)脈沖甚至更多。這樣，在相同的機(jī)械角度范圍內(nèi)，電機(jī)位置的反饋精度大大提高，驅(qū)動(dòng)器可以根據(jù)這些更精細(xì)的位置反饋信號(hào)，更精確地控制電機(jī)的位置，相當(dāng)于對(duì)電機(jī)的位置控制進(jìn)行了細(xì)分。在速度控制方面，驅(qū)動(dòng)器可以采用更精細(xì)的速度調(diào)節(jié)算法，如通過(guò)調(diào)整電流頻率和幅值的微小變化來(lái)實(shí)現(xiàn)更精確的速度控制，這類似于在速度維度上的細(xì)分。在轉(zhuǎn)矩控制中，通過(guò)精確控制電流的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的轉(zhuǎn)矩輸出，比如采用高精度的電流傳感器和復(fù)雜的轉(zhuǎn)矩控制算法，使轉(zhuǎn)矩控制的精度提高，實(shí)現(xiàn)類似轉(zhuǎn)矩細(xì)分的效果。

• 伺服電機(jī)通常包括永磁同步伺服電機(jī)和交流異步伺服電機(jī)。以永磁同步伺服電機(jī)為例，其轉(zhuǎn)子是永磁體，定子有三相繞組。通過(guò)驅(qū)動(dòng)器控制定子繞組中的電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相互作用，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。在位置控制模式下，驅(qū)動(dòng)器會(huì)根據(jù)編碼器反饋的電機(jī)位置信息，與目標(biāo)位置進(jìn)行比較，然后調(diào)整輸出電流來(lái)控制電機(jī)位置。細(xì)分概念在伺服電機(jī)中并不是像步進(jìn)電機(jī)那樣直接細(xì)分步距角，而是在位置、速度或轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程中的更精細(xì)的控制手段。

  
  

3. 直流電機(jī)

• 直流電機(jī)的這種精細(xì)控制方式主要是為了提高其速度和轉(zhuǎn)矩控制的精度。在一些特定的應(yīng)用場(chǎng)合，如小型精密電動(dòng)工具、實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的電機(jī)驅(qū)動(dòng)等，能夠更好地滿足對(duì)電機(jī)性能的精細(xì)要求。不過(guò)，直流電機(jī)的精細(xì)控制在實(shí)現(xiàn)方式上與步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)有所不同，它更多地依賴于對(duì)電壓和電流的精確控制，而不是像步進(jìn)電機(jī)那樣對(duì)步距角細(xì)分或伺服電機(jī)那樣基于高精度的編碼器和復(fù)雜的控制算法

• 在直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中，細(xì)分的概念相對(duì)不那么典型，但也有類似的精細(xì)控制方法。例如，在速度控制方面，可以通過(guò)高精度的脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的速度調(diào)節(jié)。PWM 信號(hào)的占空比可以精確控制電樞電壓的平均值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的更精細(xì)控制。在轉(zhuǎn)矩控制方面，通過(guò)精確控制電樞電流來(lái)實(shí)現(xiàn)。一些先進(jìn)的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器采用電流閉環(huán)控制，利用高精度的電流傳感器和控制算法，精確地調(diào)節(jié)電樞電流，實(shí)現(xiàn)類似轉(zhuǎn)矩細(xì)分的效果。

• 直流電機(jī)的工作原理是基于電磁力定律。當(dāng)直流電流通過(guò)電機(jī)的電樞繞組時(shí)，在磁場(chǎng)的作用下會(huì)產(chǎn)生電磁力，使電樞旋轉(zhuǎn)。磁場(chǎng)可以由永磁體或勵(lì)磁繞組產(chǎn)生。在直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中，通過(guò)改變電樞電壓或勵(lì)磁電壓來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。