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步进电机丢步是什么原因导致的?

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2023.06.20
信息摘要:
步进电机是一种普遍应用于工业自动化领域的电机,其应用场景非常广泛,如从事精密机械装备的制造企业、塑料机械制造企业、纸业机械制造企业等。步进电…

步进电机是一种普遍应用于工业自动化领域的电机,其应用场景非常广泛,如从事精密机械装备的制造企业、塑料机械制造企业、纸业机械制造企业等。步进电机因其具有精确控制、运动模式灵活、体积小、功耗低等优点,被广泛应用于自动化控制系统中。但是,由于结构的复杂性,步进电机很容易出现丢步、堵转、抖动等现象,影响电机的使用效果,从而影响整个自动化系统的正常运行。那么,步进电机出现不到位怎么办?

1、步进电机的转矩不足,拖动能力不够,当驱动脉冲频率达到某临界值开始失步。由于步进电机的动态输出转矩随着连续运行频率的上升而降低,因而凡是比该频率高的工作频率都将产生失步。

有3种解决方法:可使步进电机产生的电磁转矩增大,为此可在额定电流范围内适当加大驱动电流;在高频范围转矩不足时,适当提高驱动电路的驱动电压;改用转矩大的步进电动机等,也可使步进电机需要克服的转矩减小,为此可适当降低电机运行频率,以便提高电机的输出转矩。
2、步进电机起动失步。由于步进电机自身及所带负载存在惯性,当加速时间过短时会出现这一现象。应该设置合理的加速时间,使电机从低速度平稳上升到某个速度。

3、步进电机产生共振也是引起失步的一个原因。步进电机处于连续运行状态时,如果控制脉冲的频率等于步进电机的固有频率,将产生共振。

步进电机

在一个控制脉冲周期内,振动尚未得到充分衰减,下一个脉冲就已来到,因而在共振频率附近动态误差最大并导致步进电机失步。解决方法:减小步进电机的驱动电流;采用细分驱动方法和阻尼方法。
步进电机失步
所谓步进电机失步,就是电机没有按照命令走相应的步数。通常过大的运行步距,会导致高振荡,因为过大的步距,需要很大的扭矩,大扭矩又会产生大加速度,进而容易产生过冲和铃响(振荡)现象。
脉冲频率和自然频率相等时,发生振动。在上面的示例中,过度的振动导致在90度附近,没有停稳,然后电机响应下一个脉冲,离开90度附近,到达180度。
当输入的脉冲频率,和转子的自然频率相等时,会发生共振,并且导致丢步。通常在100-200pps范围附近,有一个共振区域,在高阶脉冲速率区域中,也有一个共振区域。

步进电机的共振现象,来自其基本结构,因此不可能完全消除。共振和负载条件也有关系,一般可以通过半步或微步模式驱动电机,来减小共振,或者选择高于共振频率的驱动频率来驱动电机,以避开共振。


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