步進(jìn)電動(dòng)機(jī)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(xù)地輸入控制脈沖,電動(dòng)機(jī)就相應(yīng)地連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)失步包括丟步和越步。丟步時(shí),轉(zhuǎn)子前進(jìn)的步數(shù)小于脈沖數(shù);越步時(shí),轉(zhuǎn)子前進(jìn)的步數(shù)多于脈沖數(shù)。
一次丟步和越步的步距數(shù)等于運(yùn)行拍數(shù)的整數(shù)倍。丟步嚴(yán)重時(shí),將使轉(zhuǎn)子停留在一個(gè)位置上或圍繞一個(gè)位置振動(dòng),越步嚴(yán)重時(shí),設(shè)備將發(fā)生過(guò)沖。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是開環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),其性能直接影響著設(shè)備系統(tǒng)的性能。
步進(jìn)電機(jī)失步原因及解決方法
1、轉(zhuǎn)子的加速度慢子步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)
轉(zhuǎn)子的力速度慢于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),即低于換相速度時(shí),步進(jìn)電動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生失步。因?yàn)檩斎腚妱?dòng)機(jī)的電能不足,在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的同步力矩?zé)o法使轉(zhuǎn)子速度跟隨定子磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度,從而引起失步。
由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)輸出轉(zhuǎn)矩隨著連續(xù)運(yùn)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:
?、偈共竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)本身產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩增大。為此可在額定電流范圍內(nèi)適當(dāng)加大驅(qū)動(dòng)電流;在高頻范圍轉(zhuǎn)矩不足時(shí),可適當(dāng)提高驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電壓;改用轉(zhuǎn)矩大的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等。
?、谑共竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)需要克服的轉(zhuǎn)矩減小。為此可適當(dāng)降低電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率,以便提高電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩;設(shè)定較長(zhǎng)的加速時(shí)間,以便轉(zhuǎn)子獲得足夠的能量。
2、轉(zhuǎn)子的平均速度高于定子磁場(chǎng)的平均旋轉(zhuǎn)速度
轉(zhuǎn)子的平均速度高于定子磁場(chǎng)的平均旋轉(zhuǎn)速度,這時(shí)定子通電勵(lì)磁的時(shí)間較長(zhǎng),大于轉(zhuǎn)子步進(jìn)一步所需的時(shí)間,則轉(zhuǎn)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(jī)產(chǎn)生的輸出轉(zhuǎn)矩增大,從而使電動(dòng)機(jī)越步。
解決方法:
減小步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流,以便降低步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。
3、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及所帶負(fù)載存在慣性
由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)自身及所帶負(fù)載存在慣性,使得電動(dòng)機(jī)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(xiàn)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(yùn)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(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠、高*、精*運(yùn)行的關(guān)鍵。
4、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)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(jī)處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)時(shí),如果控制脈沖的頻率等于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的固有頻率,將產(chǎn)生共振。
解決方法:
適當(dāng)減小步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流;采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)方法;采用阻尼方法,包括機(jī)械阻尼法。