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如何避免步進(jìn)電機(jī)失步

2016-08-01
來源:ZLG致遠(yuǎn)電子

  說起步進(jìn)電機(jī),對(duì)于電氣控制行業(yè)的工程師來說應(yīng)該再熟悉不過了!它的誤差不會(huì)長期積累,能夠?qū)崿F(xiàn)精確定位,控制比伺服簡單等優(yōu)點(diǎn),但步進(jìn)電機(jī)精確控制的前提是電機(jī)不發(fā)生失步,如何才能避免步進(jìn)電機(jī)失步?

  步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機(jī)。在未發(fā)生失步情況下,電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)并不受負(fù)載變化的影響,當(dāng)步進(jìn)電機(jī)接收到一個(gè)脈沖信號(hào)時(shí),電機(jī)就按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)一個(gè)固定的角度(步進(jìn)角或步距角),通過控制脈沖數(shù)和脈沖頻率來控制電機(jī)角位移量及電機(jī)轉(zhuǎn)速從而達(dá)到精確的開環(huán)控制。另外,步進(jìn)電機(jī)每走一步所轉(zhuǎn)過的角度與理論步距之間總有一定的誤差,從某一步到任何一步,也總有一定的誤差,但是,步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)一周的步數(shù)相同,在不失步的情況下,其步距誤差不會(huì)長期累積。

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  上面提到的都是在不失步的情況,如何才能避免失步呢?首先我們需要知道造成電機(jī)失步的因素:

  1、轉(zhuǎn)子加速度慢于步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場;

  2、轉(zhuǎn)子的平均速度高于定子磁場的平均旋轉(zhuǎn)速度;

  3、電機(jī)負(fù)載慣性較大;

  4、步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生共振。

  轉(zhuǎn)子加速度慢于步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場即轉(zhuǎn)子速度低于換相速度時(shí),電機(jī)會(huì)產(chǎn)生失步,這是因?yàn)檩斎腚姍C(jī)的電能不足,產(chǎn)生的力矩?zé)o法使轉(zhuǎn)子速度跟上定子磁場的旋轉(zhuǎn)速度,從而引起失步。轉(zhuǎn)子平均速度高于定子磁場平均旋轉(zhuǎn)速度,這是定子通電勵(lì)磁的時(shí)間較長,大于步進(jìn)所需的時(shí)間,轉(zhuǎn)子在步進(jìn)過程中獲得過多的能量,導(dǎo)致電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩過大從而引起電機(jī)越步。

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  以上導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)失步的原因?qū)嵸|(zhì)是步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器選擇不當(dāng)而導(dǎo)致,只有選擇正確合適的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器才能使步進(jìn)電機(jī)發(fā)揮其控制精確的優(yōu)勢。選擇合適的驅(qū)動(dòng)器需要根據(jù)電機(jī)的電流,配用大于或等于此電流的驅(qū)動(dòng)器。如果需要低振動(dòng)或高精度時(shí),可配用細(xì)分型驅(qū)動(dòng)器。對(duì)于大轉(zhuǎn)矩電機(jī),盡可能用高電壓型驅(qū)動(dòng)器,以獲得良好的高速性能。同時(shí)對(duì)于驅(qū)動(dòng)電源,很多人直接使用開關(guān)電源作為驅(qū)動(dòng)電源,但是,一般最好不要使用開關(guān)電源,特別是大力矩電機(jī),除非選用比需要的功率大一倍以上的開關(guān)電源。因?yàn)?,電機(jī)工作時(shí)是大電感型負(fù)載,會(huì)對(duì)電源端形成瞬間的高壓。而開關(guān)電源的過載性能不好,會(huì)保護(hù)關(guān)斷,且其精密的穩(wěn)壓性能又不需要,有時(shí)可能造成開關(guān)電源和驅(qū)動(dòng)器的損壞。對(duì)于步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源,可以用常規(guī)的環(huán)形或R 型變壓器變壓的直流電源。

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  步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生共振是因?yàn)殡姍C(jī)接收的脈沖頻率等于步進(jìn)電機(jī)的固有頻率,該頻率與驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分有關(guān)系。我們一般使用步進(jìn)電機(jī)時(shí),驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分能力很重要,共振范圍越小越好。對(duì)于電機(jī)負(fù)載慣性較大是由于電機(jī)超載而引起,因此在使用時(shí)只需注意不要讓電機(jī)過載即可避免。

  要知道是否過載,我們必須了解電機(jī)的負(fù)載特性等基本參數(shù),廣州致遠(yuǎn)電子股份有限公司專門為步進(jìn)、伺服系統(tǒng)的控制穩(wěn)定性、控制精度、響應(yīng)時(shí)間、負(fù)載特性以及電機(jī)性能效率等推出一套成熟的測試方案-MPT1000電機(jī)測試系統(tǒng)。MPT1000電機(jī)測試系統(tǒng)是研發(fā)人員的好幫手,生產(chǎn)廠商質(zhì)量把控的一道閘!


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