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步進(jìn)電機(jī)

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器
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步進(jìn)電機(jī)丟步原因有哪些?如何避免


談起步進(jìn)電機(jī),對(duì)于電控行業(yè)的工程師們應(yīng)該再熟悉不過(guò)了!其誤差不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間累積,能實(shí)現(xiàn)精確定位,控制比伺服更簡(jiǎn)單,但步進(jìn)電機(jī)精確控制的前提是電機(jī)不失步,如何避免步進(jìn)電機(jī)失步?
步進(jìn)電機(jī)是一種開(kāi)環(huán)控制電機(jī),它能將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移。不失步時(shí),電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停機(jī)位置僅取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù),而不受負(fù)載變化的影響;當(dāng)步進(jìn)電機(jī)接收到脈沖信號(hào)時(shí),電機(jī)按設(shè)定方向轉(zhuǎn)動(dòng)固定角度(步進(jìn)角或步距角),通過(guò)控制脈沖數(shù)和脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)的角位移量和轉(zhuǎn)速,從而實(shí)現(xiàn)精確開(kāi)環(huán)控制。此外,步進(jìn)電機(jī)每走一步轉(zhuǎn)角與理論步距之間總是存在一定的誤差,從某一步到任何一步都存在一定的誤差,但是,步進(jìn)電機(jī)每走一步轉(zhuǎn)一周的步數(shù)是一樣的,在不失步的情況下,步距誤差不會(huì)長(zhǎng)期積累。
步進(jìn)電機(jī)丟步原因有哪些?如何避免
以上所說(shuō)的都是在不失步的情況下,如何避免發(fā)生失步?第一,我們需要了解導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)失速的因素:
轉(zhuǎn)子加速比步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)慢;
轉(zhuǎn)子的平均轉(zhuǎn)動(dòng)速度大于定磁場(chǎng)的平均轉(zhuǎn)動(dòng)速度;
三是電機(jī)負(fù)載的慣性較大;
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與之發(fā)生共振。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子加速度小于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),即當(dāng)轉(zhuǎn)子速度低于換向速度時(shí),由于輸入電動(dòng)機(jī)的電能不足,所產(chǎn)生的力矩不能使轉(zhuǎn)子速度與定子磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度保持同步,從而導(dǎo)致失步。轉(zhuǎn)子平均速度比定子磁場(chǎng)平均旋轉(zhuǎn)速度高,定子需要更長(zhǎng)的激勵(lì)時(shí)間才能啟動(dòng),比步進(jìn)時(shí)間長(zhǎng),步進(jìn)時(shí)轉(zhuǎn)子獲得的能量太多,造成電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩太大,使電機(jī)前進(jìn)。
上述步進(jìn)電機(jī)失步的原因?qū)嵸|(zhì)上是步進(jìn)電機(jī)選擇不當(dāng)所致,只有選擇正確的步進(jìn)電機(jī)才能發(fā)揮步進(jìn)電機(jī)精確控制的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的電流,選擇合適的驅(qū)動(dòng)器需要與大于或等于該電流的驅(qū)動(dòng)器匹配。如要求低振動(dòng)或高精度,可采用分塊驅(qū)動(dòng)方式。對(duì)大轉(zhuǎn)矩電機(jī),盡可能采用高壓驅(qū)動(dòng)方式,使其具有良好的高速性能。
另外在驅(qū)動(dòng)電源方面,很多人直接使用開(kāi)關(guān)電源作為驅(qū)動(dòng)電源,但是,一般最好不要使用開(kāi)關(guān)電源,尤其是大力矩電機(jī),除非選擇比所需功率大一倍以上的開(kāi)關(guān)電源。由于,電動(dòng)機(jī)工作時(shí)是大電感負(fù)載,會(huì)對(duì)動(dòng)力源產(chǎn)生瞬間高壓。而且開(kāi)關(guān)電源的過(guò)載性能不好,將保護(hù)斷開(kāi),并且其精密的穩(wěn)壓性能不需要,有時(shí)會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)電源和驅(qū)動(dòng)器損壞。步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源可采用常規(guī)環(huán)形變壓直流電源或R型變壓器變壓直流電源。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生共振是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)接收的脈沖頻率等于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的固有頻率,它與驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分相對(duì)應(yīng)。在通常情況下,步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分能力非常重要,諧振范圍越小越好。由于電動(dòng)機(jī)慣量較大是由電動(dòng)機(jī)過(guò)載引起的,所以在使用中只需注意不讓電動(dòng)機(jī)過(guò)載即可避免。


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