移转波形在极进电机吸扼制电源预设中运用

　　用晶闸管实现的可控电源理论分析中，在初始状态时，由于晶闸管 T1 和 T2 是关闭
的，因此在 T1，L1 和 C1 构成的回路中 i1=0，Vc1=0.在 t=0 时，给 T1 的门极 G1 一个正
触 发 脉 冲 ， 晶 闸 管 T1 被 打 开 ， 由 克 希 霍 夫 电 压 定 律 得 到 回 路 的 电 压 方 程 为
L1C1d2vc1dt2+R1C1dvc1dt+vc1+vT1=V1。（1）式中，t0；VT1 是晶闸管的管压降，当 T1
导通时 VT1 一般很小，可以忽略不计； R1 是线圈的等效电阻。式（ 1）还可写成
L1C1d2vc1dt2+R1C1dvc1dt+vc1=V1，t0，vc1（0+）=0，ic1（0+）=0.
　　或 L1d2i1dt2+R1di1dt+i1C1=0，t0，i1（0+）=0，i1（0+）=V1/L1。（2）式（2）是二
阶常系数微分方程，其特征方程为 L1C1S2+R1C1S+1=0.（3）特征根为 S1，2=-121-201。
式中，1=R12L1，称为第一个电路中的衰减系数；01=1L1C1，称为电路的谐振角频率。由
于电感线圈电阻很小，1<01，两个特征根为共轭复数，S1，2=-1jd1。这里 d1=201-21，是
电路的振荡角频率。
　　式（1）的通解为 Vc1（t）=A1e-1tsin（d1t+A2）+V1t0+。（4）由初始条件可求得
A1=-V101d1A2==arctgd11 。 故 vc1 （ t ） =V1-V101d1e-1tsin （ d1t+1 ） ， t0 ；
i1（t）=V1d1L1e-1tsind1t，t0+。（5）由式（5）看出，当 d1t0+时，回路中电流的方向与
中 i1 所示的方向相同。在这个电流的作用下，电容 C1 一直正向充电。当 t=t1=d1 时，电流
i1 变为零，电容 C1 上的电压 Vc（t）为正向最大值，其值为 VC1，max=V1+V1exp-
1d12V1。（6）此时，i1（t）=0，VL1（t）=0，晶闸管 T1 处于反向通电状态。由于晶闸管
的单向导电性，使得回路的振荡不能够继续下去，在 t1=d 时刻停止，电容 C1 上的电压
VC1（t）将保持不变。
　　接下来在晶闸管 T2 的门极 G2 上给出一个正电压触发脉冲。晶闸管 T2 被打开，由
C1，L2 及 C2 构成了一个二阶回路。当考虑电感线圈的分布电阻及电容的漏电阻后，并把
这些杂散电阻用一个整体电阻 R2 代表，那么有 Ld2i2dt2+R2di2dt+ic=0.（7）式中，C 为
i2 回路的等效电容，C=C1C2C1+C2。由初始条件 i2|t=0=0，Vc|t=0=2V1，解方程（8）得
i2 （t ） =2V1Ld2e-2tsin （d2t ） ， t0. （8 ）由 式（ 8 ）， 当电 流 i2 （t ） 第一 次为 零时 ，
d2t=，即 t=t2=d2。在 0tt2 内，回路完成了半个周期的电磁振荡，结果把存放在 C1 中的电
荷 q=2V1C1 全部转换到大电容 C2 上。在 t>T2 时，晶闸管 T2 处于反相通电状态，并将自
动截止关断。
　　由此可见，晶闸管 T1 和 T2 的自关断是靠二阶电路和振荡特性来实现的。T1 和 T2 各
自导通一次，结果给输出电容 C2 充电一次，充电量为 q=2V1C1。一次充电后输出电压增
加值为 V0=qC2=2V1C1C2。（9）每次充电的最小时间间隔是由电路中各元件的电气参数
所决定的。第一只晶闸管工作所占用的时间至少为 t1，而第二只晶闸管 T2 所需要的时间
至少为 t2，那么完成一次转移谐振所需要的最短时间为 T=t1+t2。为了保证电容可靠地充
电工作，要选择 T>t1+t2。
　　实验结果与讨论用转移谐振法设计步进电机细分控制电源，对电源的直流特性进行
测试，结果如所示。通过控制使得电源的输出电压以 1V 为一个等级增加，电源的负载为
固定电阻，其阻值为 6.每一工作状态下的电压、电流及电压纹波值列入。