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步进电机失步(丢步)怎么解决?


  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。

过大的步距产生振动
过大的步距产生振动

步进电机

  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。

  因为构造原因,如果步进电机在低速丢步,那么会丢多步,例如8,12,16等4的倍数,高速丢步时电机会停止,如果丢步低于4步,那么是电子换向(Commutation)引起的。 失步会丢失精度,在步进电机的应用中,应该避免这种情况的发生。

  下面是步进电机在使用过程中,常常遇到的问题,以及解决办法。

一、如何控制步进电机的方向?

1、可以改变控制系统的方向电平信号

2、可以调整电机的接线来改变方向,具体做法如下:
对于两相电机,只需将其中一相的电机线交换接入驱动器即可,如A+和A-交换。
对于三相电机,将相邻两相的电机线交换, 如:A,B,C三相,交换A,B两相就可

二、步进电机振动大,噪声也很大,什么原因?

  遇到这种情况是因为步进电机工作在振荡区,解决办法:
  1、改变输入信号频率CP来避开振荡区。
  2、采用细分驱动器,使步距角减少,运行平滑些。

三,为什么步进电机通电后,电机不运行?

  有以下几种原因会造成电机不转:
  1、 过载堵转(此时电机有啸叫声)
  2、电机是否处于脱机状态
  3、控制系统是否有脉冲信号给步进电机驱动器,接线是否有问题

四,步进电机抖动,不能连续运行,怎么办?

  遇到这种情况,首先检查电机的绕组与驱动器连接有没有接错。
  检查输入脉冲信号频率是否太高,是否升降频设计不合理。

五、混合式步进电机驱动器的脱机信号FREE一般在什么情况下使用?

  当脱机信号FREE为低电平时,驱动器输出到电机的电流被切断,电机转子处于自由状态(脱机状态)。在有些自动化设备中,如果在驱动器不断电的情况下要求直接转动电机轴(手动方式),就可以将FREE信号置低,使电机脱机,进行手动操作或调节。手动完成后,再将FREE信号置高,以继续自动控制。

六、如何选择步进电机驱动器供电电源?

  确定驱动器的供电电压,然后确定工作电流;供电电源电流一般根据驱动器的输出相电流I来确定。如果采用线性电源,电源电流一般可取I的1.1~1.3倍;如果采用开关电源,电源电流一般可取I 的1.5~2.0倍。

七、如何选择步进电机驱动器供电电压?

  步进电机驱动器,都是宽压输入,输入电压很大的范围可以选择;电源电压通常根据电机的工作转速和响应要求来选择。如果电机工作转速较高或响应要求较快,那么电压取值也高,但注意电源电压的纹波不能超过驱动器的最大输入电压,否则可能损坏驱动器。如果选择较低的电压有利于步机电机的平稳运行,振动小。

八、细分驱动器的细分数是否能代表精度?

  细分也叫微步,主要目的是减弱或消除步进电机的低频振动,提高电机的运转精度只是细分技术的一个附带功能。比如对步进角为1.8?的两相混合式步进电机,如果细分驱动器的细分数设置为4,那么电机的运转分辨率为每个脉冲0.45?,电机的精度能否达到或接近0.45?,还取决于细分驱动器的细分电流控制精度等其它因素。不同厂家的细分驱动器精度可能差别很大;细分数越大精度越难控制。

九、为什么步进电机的力矩会随转速的升高而下降?

  当步进电机转动时,电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高,反向电动势越大。在它的作用下,电机随频率(或速度)的增大而相电流减小,从而导致力矩下降。

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