PWM控制技術(shù)，直流伺服電機(jī)的控制技術(shù)
PWM控制技術(shù)，也稱脈寬調(diào)制控制技術(shù)，英文全稱：Pulse Width Modulation。近年來，直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)和控制方式都發(fā)生了很大變化。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展以及電力電子功率器件的不斷出現(xiàn)，采用全控型開關(guān)功率元件進(jìn)行脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulation，PWM)的控制方式已經(jīng)成為主流。 
圖1-12 直流PWM控制的原理圖 圖1-12是利用開關(guān)管對直流電機(jī)進(jìn)行PWM控制的原理圖，如圖，開關(guān)管的柵極輸人信號(hào)Up為高電平時(shí)，開關(guān)管導(dǎo)通，直流伺服電機(jī)電樞兩端電壓Ua=Us，電樞兩端電流上升；經(jīng)歷時(shí)間t1后，柵極輸入信號(hào)變?yōu)榈碗娖剑_關(guān)管截止，電動(dòng)機(jī)電樞兩端電壓為0，電樞兩端的電流Ia通過二極管 VD2續(xù)流并下降，再經(jīng)歷時(shí)間t2后，柵極輸入重新變?yōu)楦唠娖剑_關(guān)管的動(dòng)作重復(fù)以上過程。這樣，在一個(gè)時(shí)間周期 T=t1+t2內(nèi)，直流伺服電機(jī)電樞兩端的電壓平均值為： Ua= (t1Us+0) / (t1+t2) = t1Us / T= αUs 式中：α=t1/T為占空比，表示在一個(gè)周期T內(nèi)，功率開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間與周期的比值，其取值范圍為0≤α≤1。因此，當(dāng)電源電壓Us保持不變時(shí)，電樞兩端電壓平均值Ua取決于占空比α的大小，改變α的值，就可以改變Ua的平均值，從而達(dá)到調(diào)速的目的，這就是直流PWM調(diào)速的控制原理。 在PWM調(diào)速中，占空比是一個(gè)重要的參數(shù)，有3種方法可以改變占空比： 1）、定寬調(diào)頻法：保持t1不變，只改變t2的值，這樣周期T或斬波頻率發(fā)生改變； 2）、調(diào)寬調(diào)頻法：保持t2不變，只改變t1的值，這樣周期T或斬波頻率發(fā)生改變； 3）、定頻調(diào)寬法：同時(shí)改變t1，t2，而保持周期T或斬波頻率不變。 由于前兩種方法過程中改變了斬波頻率，當(dāng)斬波頻率與系統(tǒng)的固有頻率接近時(shí)容易引起振蕩，因此，這兩種方法應(yīng)用較少，一般采用第三種調(diào)速方法，即定頻調(diào)寬法。 可逆PWM調(diào)速系統(tǒng)可使直流伺服電機(jī)工作在正反轉(zhuǎn)的場合，可分為單極性和多極性兩種驅(qū)動(dòng)方式。 1）、單極性可逆的驅(qū)動(dòng)方式 單極性驅(qū)動(dòng)是指在一個(gè)PWM控制周期里，電動(dòng)機(jī)電壓極性呈單一性變化。單極性驅(qū)動(dòng)電路有兩種。 一種稱為T形電路，需要采用正負(fù)電源，相當(dāng)于兩個(gè)不可逆的組合，因其電路形狀像“T”字，故稱為T形。由于T形單極性驅(qū)動(dòng)的電流不能反向，并且兩個(gè)開關(guān)管正反轉(zhuǎn)切換的工作條件是電樞電流為0，因此電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)性能較差。這種驅(qū)動(dòng)電路已很少采用。 另一種單極性驅(qū)動(dòng)電路稱為H形，也即橋式電路。這種電路中電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)性能好，因此在各種控制系統(tǒng)中廣泛采用。 
圖1-13 H形單極性 PWM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖 如上圖，系統(tǒng)由4個(gè)開關(guān)管和4個(gè)續(xù)流二極管組成，單電源供電。圖中Up1~Up4分別為開關(guān)管VT1~VT4的觸發(fā)脈沖。電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，同步觸發(fā)信號(hào)加在VT1，VT2上且狀態(tài)相反，同時(shí)Up3為低電平、Up4為高電平，這樣電樞兩端的電壓UAB≥0；電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，同步觸發(fā)信號(hào)加在VT3，VT4上且狀態(tài)相反，同時(shí)Up1為低電平、Up2為高電平，這樣電樞兩端的電壓UAB≤0。 電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，VT1驅(qū)動(dòng)信號(hào)、電樞電壓及電流波形如圖1-14所示。 
圖1-14 VT1驅(qū)動(dòng)信號(hào)、電驅(qū)電壓及電流波形 當(dāng)要求電機(jī)在較大負(fù)載下加速運(yùn)行時(shí)，電樞平均電壓大于反電動(dòng)勢，即Ua>Ea。在每個(gè)PWM控制周期中當(dāng)0≤t<t1時(shí)，VT1導(dǎo)通，VT2截止，電流Ia方向沿回路1流動(dòng)，經(jīng)VT1、VT4從A到B流過電樞繞組。當(dāng)t1≤t<T時(shí)，VT1截止，電源斷開，在反電動(dòng)勢的作用下，電流Ia方向沿回路2流動(dòng)，經(jīng)VT4，VD2續(xù)流，電樞電流方向?yàn)閺腁到B。此外，由于二極管的鉗位作用，雖然Up2為高電平，VT2實(shí)際不導(dǎo)通，平均電流Ia>0。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)空載或輕載運(yùn)行時(shí)，平均電壓與電動(dòng)勢幾乎相當(dāng)，即Ua≈Ea。在每個(gè)PWM控制周期中當(dāng)0≤t<t1時(shí)，VT2截止，電流Ia方向先沿回路4流動(dòng)，先經(jīng)VD4，VD1流向電源，方向從B到A，電動(dòng)機(jī)工作于再生制動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)電流減小到0后，VT1導(dǎo)通，電流Ia方向沿回路1流動(dòng)，方向?yàn)閺腁到B并經(jīng)VT1，VT4，電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)t1≤t<T時(shí)，VT1截止，電流Ia方向先沿回路2流動(dòng)，通過VT4，VD2續(xù)流，方向?yàn)閺腁到B，電動(dòng)機(jī)工作于續(xù)流電動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)電流減小到0后，在反電動(dòng)勢的作用下，電流Ia方向再沿回路3流動(dòng)，經(jīng)VD4，VT2從B到A，電動(dòng)機(jī)工作在能耗制動(dòng)狀態(tài)。 由上述分析可知，在每個(gè)PWM控制周期中，電動(dòng)機(jī)依次運(yùn)行在再生制動(dòng)、電動(dòng)、續(xù)流電動(dòng)和能耗制動(dòng)四種狀態(tài)，電流圍繞橫軸上下波動(dòng)。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)減速運(yùn)行時(shí)，電樞平均電壓小于反電動(dòng)勢，即Ua< Ea。在每個(gè)PWM控制周期中當(dāng)0≤t<t1時(shí)，在反電動(dòng)勢的作用下，電流Ia方向沿回路4流動(dòng)，經(jīng)VD1~VD4流向電源，方向從B到A，電動(dòng)機(jī)處于再生制動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)t1≤t<T時(shí)，VT2導(dǎo)通，VT1截止，在反電動(dòng)勢的作用下，電流Ia方向沿回路3流動(dòng)，經(jīng)VD4、VT2從B到A，電動(dòng)機(jī)工作在能耗制動(dòng)狀態(tài)。 單極性可逆PWM驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)脈沖僅需兩路，電路較簡單，驅(qū)動(dòng)的電流波動(dòng)較小，可以實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，是一種應(yīng)用廣泛的驅(qū)動(dòng)方式。 2）、雙極性可逆的驅(qū)動(dòng)方式 雙極性驅(qū)動(dòng)是指在一個(gè)PWM控制周期內(nèi)，電樞兩端的電壓呈正負(fù)交替變化。與單極性一樣，雙極性驅(qū)動(dòng)電路也分為T形和H形。 由于在T形等效電路中，開關(guān)管要承受較高的反向電壓，因此在功率較大的伺服電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用受到限制，H形驅(qū)動(dòng)電路不存在這個(gè)問題，應(yīng)用較為廣泛。 H形雙極性驅(qū)動(dòng)可逆PWM 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主電路同圖1-13。四個(gè)開關(guān)管 VT1~VT4分為兩組，VT1，VT4為一組，VT3，VT2為另一組。同組開關(guān)管同步導(dǎo)通或截止，而不同組的開關(guān)管則與另一組的開關(guān)管狀態(tài)相反。 在每個(gè)PWM控制周期，當(dāng)控制信號(hào)Up1，Up4為高電平時(shí)，Up2，Up3為低電平，VT1，VT4導(dǎo)通，VT2，VT3截止，電壓UAB=Us；當(dāng)控制信號(hào)Up2，Up3為高電平時(shí)，Up1，Up4為低電平，VT2，VT3導(dǎo)通，VT1，VT4截止，電壓UAB=-Us。因此電樞兩端正負(fù)交變，稱其為“雙極性”。 在一個(gè)PWM控制周期中電樞電壓經(jīng)歷了正負(fù)兩次變化，電樞平均電壓為：Ua=(t1/T) * Us - (T-t1)/ T * Us = (2α-1) * Us 由上述公式可知，雙極性PWM控制的驅(qū)動(dòng)，電樞平均電壓取決于占空比α的大小。當(dāng)α=0時(shí)，Ua=-Us，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)速最高；當(dāng)α=½時(shí)，Ua=0，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，但電機(jī)中仍有交變電流流過，使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生高頻振蕩，該振蕩有利于克服電動(dòng)機(jī)負(fù)載的靜摩擦，提高電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性；當(dāng)α=1時(shí)，Ua=Us，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)速最高。 
圖1-15 雙極性驅(qū)動(dòng)信號(hào)Up1和電流波形 圖1-15為電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和不轉(zhuǎn)三種情況下驅(qū)動(dòng)信號(hào)Up1和電流波形。 當(dāng)要求電機(jī)在較大負(fù)載下正轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，電樞平均電壓大于反電動(dòng)勢，即Ua>Ea。在每個(gè) PWM控制周期中當(dāng)0≤t< t1時(shí)，VT1、VT4 導(dǎo)通，VT2、VT3 截止，電流Ia方向從A到B；當(dāng) t1≤t< T時(shí)，VT2、VT3 導(dǎo)通，VT1、VT4 截止，雖然繞組兩端加反向電壓，但由于繞組負(fù)載電流較大，電流方向不會(huì)發(fā)生變化，但電流幅值的下降幅度比單極性驅(qū)動(dòng)要大，因此電流波動(dòng)較大，電流波形如圖1-15(a)所示。 當(dāng)要求電機(jī)在較大負(fù)載下反轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，情況剛好相反，電流波形如圖1-15(b)所示。 當(dāng)要求電機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，α=1/2，平均電樞電壓Ua=0。在每個(gè)PWM周期中當(dāng)0≤t<t1時(shí)， VT1、VT4導(dǎo)通，VT2、VT3截止，電流Ia方向從A到B；當(dāng)t1≤t<T時(shí)，VT2、VT3導(dǎo)通， VT1、VT4截止，電流Ia方向從B到A，因此電流圍繞橫軸波動(dòng)，平均值為0，電流波形如圖1-15(c)所示。 雙極性驅(qū)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)可以在四象限上運(yùn)行，低速平穩(wěn)性好，但在運(yùn)行過程中，由于4個(gè)開關(guān)管都處于開關(guān)狀態(tài)，功率損耗較大，因此雙極性驅(qū)動(dòng)僅適用與中小型直流伺服電機(jī)，使用時(shí)要加“死區(qū)”保護(hù)，防止同一橋路上下開關(guān)管直通。
PWM控制原理
直流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制方法可分為兩類：對磁通進(jìn)行控制的勵(lì)磁控制和對電樞電壓進(jìn)行控制的電樞電壓控制。絕大多數(shù)直流伺服電機(jī)采用電樞電壓控制方式，現(xiàn)以電樞電壓控制方式的直流伺服電機(jī)為分析對象，介紹通過PWM控制技術(shù)來控制電樞電壓實(shí)現(xiàn)調(diào)速的方法。 圖1-12 直流PWM控制的原理圖 圖1-12是利用開關(guān)管對直流電機(jī)進(jìn)行PWM控制的原理圖，如圖，開關(guān)管的柵極輸人信號(hào)Up為高電平時(shí)，開關(guān)管導(dǎo)通，直流伺服電機(jī)電樞兩端電壓Ua=Us，電樞兩端電流上升；經(jīng)歷時(shí)間t1后，柵極輸入信號(hào)變?yōu)榈碗娖剑_關(guān)管截止，電動(dòng)機(jī)電樞兩端電壓為0，電樞兩端的電流Ia通過二極管 VD2續(xù)流并下降，再經(jīng)歷時(shí)間t2后，柵極輸入重新變?yōu)楦唠娖剑_關(guān)管的動(dòng)作重復(fù)以上過程。這樣，在一個(gè)時(shí)間周期 T=t1+t2內(nèi)，直流伺服電機(jī)電樞兩端的電壓平均值為： Ua= (t1Us+0) / (t1+t2) = t1Us / T= αUs 式中：α=t1/T為占空比，表示在一個(gè)周期T內(nèi)，功率開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間與周期的比值，其取值范圍為0≤α≤1。因此，當(dāng)電源電壓Us保持不變時(shí)，電樞兩端電壓平均值Ua取決于占空比α的大小，改變α的值，就可以改變Ua的平均值，從而達(dá)到調(diào)速的目的，這就是直流PWM調(diào)速的控制原理。 在PWM調(diào)速中，占空比是一個(gè)重要的參數(shù)，有3種方法可以改變占空比： 1）、定寬調(diào)頻法：保持t1不變，只改變t2的值，這樣周期T或斬波頻率發(fā)生改變； 2）、調(diào)寬調(diào)頻法：保持t2不變，只改變t1的值，這樣周期T或斬波頻率發(fā)生改變； 3）、定頻調(diào)寬法：同時(shí)改變t1，t2，而保持周期T或斬波頻率不變。 由于前兩種方法過程中改變了斬波頻率，當(dāng)斬波頻率與系統(tǒng)的固有頻率接近時(shí)容易引起振蕩，因此，這兩種方法應(yīng)用較少，一般采用第三種調(diào)速方法，即定頻調(diào)寬法。 可逆PWM調(diào)速系統(tǒng)可使直流伺服電機(jī)工作在正反轉(zhuǎn)的場合，可分為單極性和多極性兩種驅(qū)動(dòng)方式。 1）、單極性可逆的驅(qū)動(dòng)方式 單極性驅(qū)動(dòng)是指在一個(gè)PWM控制周期里，電動(dòng)機(jī)電壓極性呈單一性變化。單極性驅(qū)動(dòng)電路有兩種。 一種稱為T形電路，需要采用正負(fù)電源，相當(dāng)于兩個(gè)不可逆的組合，因其電路形狀像“T”字，故稱為T形。由于T形單極性驅(qū)動(dòng)的電流不能反向，并且兩個(gè)開關(guān)管正反轉(zhuǎn)切換的工作條件是電樞電流為0，因此電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)性能較差。這種驅(qū)動(dòng)電路已很少采用。 另一種單極性驅(qū)動(dòng)電路稱為H形，也即橋式電路。這種電路中電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)性能好，因此在各種控制系統(tǒng)中廣泛采用。 圖1-13 H形單極性 PWM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖 如上圖，系統(tǒng)由4個(gè)開關(guān)管和4個(gè)續(xù)流二極管組成，單電源供電。圖中Up1~Up4分別為開關(guān)管VT1~VT4的觸發(fā)脈沖。電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，同步觸發(fā)信號(hào)加在VT1，VT2上且狀態(tài)相反，同時(shí)Up3為低電平、Up4為高電平，這樣電樞兩端的電壓UAB≥0；電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，同步觸發(fā)信號(hào)加在VT3，VT4上且狀態(tài)相反，同時(shí)Up1為低電平、Up2為高電平，這樣電樞兩端的電壓UAB≤0。 電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，VT1驅(qū)動(dòng)信號(hào)、電樞電壓及電流波形如圖1-14所示。 圖1-14 VT1驅(qū)動(dòng)信號(hào)、電驅(qū)電壓及電流波形 當(dāng)要求電機(jī)在較大負(fù)載下加速運(yùn)行時(shí)，電樞平均電壓大于反電動(dòng)勢，即Ua>Ea。在每個(gè)PWM控制周期中當(dāng)0≤t<t1時(shí)，VT1導(dǎo)通，VT2截止，電流Ia方向沿回路1流動(dòng)，經(jīng)VT1、VT4從A到B流過電樞繞組。當(dāng)t1≤t<T時(shí)，VT1截止，電源斷開，在反電動(dòng)勢的作用下，電流Ia方向沿回路2流動(dòng)，經(jīng)VT4，VD2續(xù)流，電樞電流方向?yàn)閺腁到B。此外，由于二極管的鉗位作用，雖然Up2為高電平，VT2實(shí)際不導(dǎo)通，平均電流Ia>0。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)空載或輕載運(yùn)行時(shí)，平均電壓與電動(dòng)勢幾乎相當(dāng)，即Ua≈Ea。在每個(gè)PWM控制周期中當(dāng)0≤t<t1時(shí)，VT2截止，電流Ia方向先沿回路4流動(dòng)，先經(jīng)VD4，VD1流向電源，方向從B到A，電動(dòng)機(jī)工作于再生制動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)電流減小到0后，VT1導(dǎo)通，電流Ia方向沿回路1流動(dòng)，方向?yàn)閺腁到B并經(jīng)VT1，VT4，電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)t1≤t<T時(shí)，VT1截止，電流Ia方向先沿回路2流動(dòng)，通過VT4，VD2續(xù)流，方向?yàn)閺腁到B，電動(dòng)機(jī)工作于續(xù)流電動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)電流減小到0后，在反電動(dòng)勢的作用下，電流Ia方向再沿回路3流動(dòng)，經(jīng)VD4，VT2從B到A，電動(dòng)機(jī)工作在能耗制動(dòng)狀態(tài)。 由上述分析可知，在每個(gè)PWM控制周期中，電動(dòng)機(jī)依次運(yùn)行在再生制動(dòng)、電動(dòng)、續(xù)流電動(dòng)和能耗制動(dòng)四種狀態(tài)，電流圍繞橫軸上下波動(dòng)。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)減速運(yùn)行時(shí)，電樞平均電壓小于反電動(dòng)勢，即Ua< Ea。在每個(gè)PWM控制周期中當(dāng)0≤t<t1時(shí)，在反電動(dòng)勢的作用下，電流Ia方向沿回路4流動(dòng)，經(jīng)VD1~VD4流向電源，方向從B到A，電動(dòng)機(jī)處于再生制動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)t1≤t<T時(shí)，VT2導(dǎo)通，VT1截止，在反電動(dòng)勢的作用下，電流Ia方向沿回路3流動(dòng)，經(jīng)VD4、VT2從B到A，電動(dòng)機(jī)工作在能耗制動(dòng)狀態(tài)。 單極性可逆PWM驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)脈沖僅需兩路，電路較簡單，驅(qū)動(dòng)的電流波動(dòng)較小，可以實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，是一種應(yīng)用廣泛的驅(qū)動(dòng)方式。 2）、雙極性可逆的驅(qū)動(dòng)方式 雙極性驅(qū)動(dòng)是指在一個(gè)PWM控制周期內(nèi)，電樞兩端的電壓呈正負(fù)交替變化。與單極性一樣，雙極性驅(qū)動(dòng)電路也分為T形和H形。 由于在T形等效電路中，開關(guān)管要承受較高的反向電壓，因此在功率較大的伺服電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用受到限制，H形驅(qū)動(dòng)電路不存在這個(gè)問題，應(yīng)用較為廣泛。 H形雙極性驅(qū)動(dòng)可逆PWM 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主電路同圖1-13。四個(gè)開關(guān)管 VT1~VT4分為兩組，VT1，VT4為一組，VT3，VT2為另一組。同組開關(guān)管同步導(dǎo)通或截止，而不同組的開關(guān)管則與另一組的開關(guān)管狀態(tài)相反。 在每個(gè)PWM控制周期，當(dāng)控制信號(hào)Up1，Up4為高電平時(shí)，Up2，Up3為低電平，VT1，VT4導(dǎo)通，VT2，VT3截止，電壓UAB=Us；當(dāng)控制信號(hào)Up2，Up3為高電平時(shí)，Up1，Up4為低電平，VT2，VT3導(dǎo)通，VT1，VT4截止，電壓UAB=-Us。因此電樞兩端正負(fù)交變，稱其為“雙極性”。 在一個(gè)PWM控制周期中電樞電壓經(jīng)歷了正負(fù)兩次變化，電樞平均電壓為：Ua=(t1/T) * Us - (T-t1)/ T * Us = (2α-1) * Us 由上述公式可知，雙極性PWM控制的驅(qū)動(dòng)，電樞平均電壓取決于占空比α的大小。當(dāng)α=0時(shí)，Ua=-Us，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)速最高；當(dāng)α=½時(shí)，Ua=0，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，但電機(jī)中仍有交變電流流過，使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生高頻振蕩，該振蕩有利于克服電動(dòng)機(jī)負(fù)載的靜摩擦，提高電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性；當(dāng)α=1時(shí)，Ua=Us，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)速最高。 圖1-15 雙極性驅(qū)動(dòng)信號(hào)Up1和電流波形 圖1-15為電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和不轉(zhuǎn)三種情況下驅(qū)動(dòng)信號(hào)Up1和電流波形。 當(dāng)要求電機(jī)在較大負(fù)載下正轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，電樞平均電壓大于反電動(dòng)勢，即Ua>Ea。在每個(gè) PWM控制周期中當(dāng)0≤t< t1時(shí)，VT1、VT4 導(dǎo)通，VT2、VT3 截止，電流Ia方向從A到B；當(dāng) t1≤t< T時(shí)，VT2、VT3 導(dǎo)通，VT1、VT4 截止，雖然繞組兩端加反向電壓，但由于繞組負(fù)載電流較大，電流方向不會(huì)發(fā)生變化，但電流幅值的下降幅度比單極性驅(qū)動(dòng)要大，因此電流波動(dòng)較大，電流波形如圖1-15(a)所示。 當(dāng)要求電機(jī)在較大負(fù)載下反轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，情況剛好相反，電流波形如圖1-15(b)所示。 當(dāng)要求電機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，α=1/2，平均電樞電壓Ua=0。在每個(gè)PWM周期中當(dāng)0≤t<t1時(shí)， VT1、VT4導(dǎo)通，VT2、VT3截止，電流Ia方向從A到B；當(dāng)t1≤t<T時(shí)，VT2、VT3導(dǎo)通， VT1、VT4截止，電流Ia方向從B到A，因此電流圍繞橫軸波動(dòng)，平均值為0，電流波形如圖1-15(c)所示。 雙極性驅(qū)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)可以在四象限上運(yùn)行，低速平穩(wěn)性好，但在運(yùn)行過程中，由于4個(gè)開關(guān)管都處于開關(guān)狀態(tài)，功率損耗較大，因此雙極性驅(qū)動(dòng)僅適用與中小型直流伺服電機(jī)，使用時(shí)要加“死區(qū)”保護(hù)，防止同一橋路上下開關(guān)管直通。