步進(jìn)電動(dòng)機正常工作時(shí),每接收一個(gè)控制脈沖就移動(dòng)一個(gè)步距角,即前進(jìn)一步。若連續地輸入控制脈沖,電動(dòng)機就相應地連續轉動(dòng)。步進(jìn)電動(dòng)機失步包括丟步和越步。丟步時(shí),轉子前進(jìn)的步數小于脈沖數;越步時(shí),轉子前進(jìn)的步數多于脈沖數。
一次丟步和越步的步距數等于運行拍數的整數倍。丟步嚴重時(shí),將使轉子停留在一個(gè)位置上或圍繞一個(gè)位置振動(dòng),越步嚴重時(shí),設備將發(fā)生過(guò)沖。步進(jìn)電動(dòng)機是開(kāi)環(huán)進(jìn)給系統中的一個(gè)重要環(huán)節,其性能直接影響著(zhù)設備系統的性能。
步進(jìn)電機失步原因及解決方法
1、轉子的加速度慢子步進(jìn)電動(dòng)機的旋轉磁場(chǎng)
轉子的力速度慢于步進(jìn)電動(dòng)機的旋轉磁場(chǎng),即低于換相速度時(shí),步進(jìn)電動(dòng)機會(huì )產(chǎn)生失步。因為輸入電動(dòng)機的電能不足,在步進(jìn)電動(dòng)機中產(chǎn)生的同步力矩無(wú)法使轉子速度跟隨定子磁場(chǎng)的旋轉速度,從而引起失步。
由于步進(jìn)電動(dòng)機的動(dòng)態(tài)輸出轉矩隨著(zhù)連續運行頻率的上升而降低,因而,比該頻率高的工作頻率都將產(chǎn)生丟步。
解決方法:
①使步進(jìn)電動(dòng)機本身產(chǎn)生的電磁轉矩增大。為此可在額定電流范圍內適當加大驅動(dòng)電流;在高頻范圍轉矩不足時(shí),可適當提高驅動(dòng)電路的驅動(dòng)電壓;改用轉矩大的步進(jìn)電動(dòng)機等。
②使步進(jìn)電動(dòng)機需要克服的轉矩減小。為此可適當降低電動(dòng)機運行頻率,以便提高電動(dòng)機的輸出轉矩;設定較長(cháng)的加速時(shí)間,以便轉子獲得足夠的能量。
2、轉子的平均速度高于定子磁場(chǎng)的平均旋轉速度
轉子的平均速度高于定子磁場(chǎng)的平均旋轉速度,這時(shí)定子通電勵磁的時(shí)間較長(cháng),大于轉子步進(jìn)一步所需的時(shí)間,則轉子在步進(jìn)過(guò)程中獲得了過(guò)多的能量,使得步進(jìn)電動(dòng)機產(chǎn)生的輸出轉矩增大,從而使電動(dòng)機越步。
解決方法:
減小步進(jìn)電動(dòng)機的驅動(dòng)電流,以便降低步進(jìn)電動(dòng)機的輸出轉矩。
3、步進(jìn)電動(dòng)機及所帶負載存在慣性
由于步進(jìn)電動(dòng)機自身及所帶負載存在慣性,使得電動(dòng)機在工作過(guò)程中不能立即起動(dòng)和停止,而是在起動(dòng)時(shí)出現丟步,在停止時(shí)發(fā)生越步。
解決方法:
通過(guò)加速和減速過(guò)程,以較低的速度起動(dòng),然后逐漸加速到某一速度運行,再逐漸減速直至停止。進(jìn)行合理、平滑的加減速控制是保證步進(jìn)驅動(dòng)系統可靠、高*、精*運行的關(guān)鍵。
4、步進(jìn)電動(dòng)機產(chǎn)生共振
共振也是引起失步的一個(gè)原因。步進(jìn)電動(dòng)機處于連續運行狀態(tài)時(shí),如果控制脈沖的頻率等于步進(jìn)電動(dòng)機的固有頻率,將產(chǎn)生共振。
解決方法:
適當減小步進(jìn)電動(dòng)機的驅動(dòng)電流;采用細分驅動(dòng)方法;采用阻尼方法,包括機械阻尼法。