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          導致步進電機失步的原因和解決方案

          發表時間:2021-08-13 16:41【 閱讀量:-

            步進電機可以根據電機的位置和速度,以脈沖數和脈沖頻率來實現開環控制。它是一種低成本、簡單易用的控制器電機,在自動化控制領域的應用越來越廣泛。但是,由于步進電機不是閉環控制,步進電機的錯誤選擇或使用不當很容易使步進電機失步,即步進電機沒有按規定到達應達到的位置。指令,這讓工程師們非??鄲?。那么,步進電機失步的原因是什么?有沒有什么對策可以避免失步?

          步進電機

            步進電機失步的原因有很多。在實際應用過程中,需要采取排除法,一一分析,找出造成同步丟失的真正原因。一般來說,導致步進電機失步的原因有以下幾種:


            1、直流步進電機本身工作轉矩不足,驅動負載能力不足;


            2、如果步進電機在啟動和停止時的加減速過程不足,步進電機在這個過程中很容易失步;


            3、步進電機功率不足,導致步進電機輸入功率過低,造成失步。


            4、步進電機驅動電壓不夠或驅動電流設置過低;


            5、驅動器或控制器接收到信號干擾;


            6、步進電機系統共振導致步進電機負載能力下降,造成失步;


            7、驅動器與控制器信號不匹配;


            8、同步輪或齒輪箱的齒隙誤差未在程序中補償或補償值錯誤;


            9、控制程序本身有問題。


            針對上述問題產生的原因,可以采取以下對策來改善步進電機失步問題:


            1、計算負載的轉矩,參考節距圖中的步進電機,觀察步進電機是否有足夠的轉矩驅動負載以相應的速度運行??稍谙鄳墓ぷ魉俣认赂鼡Q大扭矩的步進電機進行對比測試。


            2、一般建議負載轉動慣量不要大于步進電機轉動慣量的10倍,否則加減速過程會比較長。


            3、在步進電機啟動的瞬間,我們會測試一個大約為額定電流1.6倍的電流。如果電源的功率不夠,電機中的有效電流就會過低,無法驅動負載。一般建議電源留有30%以上的余量。


            4、步進電機需要快速啟動或高速運行。需要比較高的驅動電壓和足夠大的工作電流設定值,否則容易漏步。


            5、更換其他類型的驅動器,觀察其信號是否受到干擾,或控制電機A和電機B的運動,判斷電機信號是否受到干擾。


            6.選擇合適參數的步進電機來提高驅動器的性能或使用減震墊等物理方法來減少振動。


            7、如果步進電機驅動器和控制器的信號不匹配,位置偏移量會隨時間均勻增加。只需改變驅動器或控制器的信號識別方式,使兩者匹配即可。


            8、由于精度問題,同步輪或變速箱會有一定的誤差積累,必須在控制程序中進行合理的補償。


            9、控制程序也會造成電機失步。需要檢查控制程序是否有問題。


            如果暫時找不到問題的原因,工程師會讓步進電機運行一段時間來查找原因,這會影響設備的效率。近年來,閉環步進電機開始流行。通過閉環控制來實現對步進電機的完全控制也是一種解決方案,但成本會更高。某些電流驅動芯片的步進電機可以輸出失步信號,步進電機根據瞬時電流的異常變化而失步。


            步進電機有兩種不同的運行方式,稱為恒速運動曲線和加減速運動曲線。前者瞬間改變電機的轉速。也稱為矩形運動曲線,此模式僅限于電機可以自動啟動(立即加速)的工作范圍。如果有足夠的扭矩可用于此加速,則此模式非常簡單,脈沖速率恒定。


            然而,如果不能產生足夠的加速扭矩,結果是失去同步。在這種情況下,必須改用加減速運動曲線。這涉及脈沖速率的逐漸變化,以便為加速和減速提供時間。也稱為梯形運動曲線,該模式擴大了電機可自動啟動的工作范圍。但是,由于突然加速或減速可能會導致失去同步,因此在確定如何上下改變電機速度(脈沖率)時必須小心。

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