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【導讀】說起步進電機，電氣控制行業(yè)的工程師是再熟悉不過了！雖然步進電機集這些優(yōu)點于一身：誤差不會長期積累、能夠?qū)崿F(xiàn)精確定位、控制比伺服簡單等，但它能實現(xiàn)精確控制的關鍵是電機不發(fā)生失步。那么，如何才能避免步進電機失步？ [img]https://mmbiz.q%3Ca%20target%3D_blank%20style%3D%27border-bottom:1px%20/#1f2979 dashed;color:#1420a9' href=http://ndic.gongkong.com/key?k=LOGO>logo.cn/mmbiz_jpg/csmPVsVJBYkBzU9ewEMqxahAIibIcnOOj7yxE7Hkice9U1BCFaQn49fAwMAltkFTlsQCcrDHibAE8O4ZUotafaWHQ/640?wx_fmt=jpeg[/img] 步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓�位移的開環(huán)控制電機。在未發(fā)生失步情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)并不受負載變化的影響，當步進電機接收到一個脈沖信號時，電機就按設定的方向轉(zhuǎn)一個固定的角度（步進角或步距角），通過控制脈沖數(shù)和脈沖頻率來控制電機角位移量及電機轉(zhuǎn)速從而達到精確的開環(huán)控制。另外，步進電機每走一步所轉(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，步進電機每轉(zhuǎn)一周的步數(shù)相同，在不失步的情況下，其步距誤差不會長期累積。 圖片來源：優(yōu)愛寶機器人 聯(lián)系電話021-61182435 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失步的因素： 1、轉(zhuǎn)子加速度慢于步進電機的旋轉(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、電機負載慣性較大; 4、步進電機產(chǎn)生共振。 轉(zhuǎn)子加速度慢于步進電機的旋轉(zhuǎn)磁場即轉(zhuǎn)子速度低于換相速度時，電機會產(chǎn)生失步，這是因為輸入電機的電能不足，產(chǎn)生的力矩無法使轉(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，這是定子通電勵磁的時間較長，大于步進所需的時間，轉(zhuǎn)子在步進過程中獲得過多的能量，導致電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩過大從而引起電機越步。 以上導致步進電機失步的原因?qū)嵸|(zhì)是步進驅(qū)動器選擇不當而導致，只有選擇正確合適的步進驅(qū)動器才能使步進電機發(fā)揮其控制精確的優(yōu)勢。選擇合適的驅(qū)動器需要根據(jù)電機的電流，配用大于或等于此電流的驅(qū)動器。如果需要低振動或高精度時，可配用細分型驅(qū)動器。對于大轉(zhuǎn)矩電機，盡可能用高電壓型驅(qū)動器，以獲得良好的高速性能。同時對于驅(qū)動電源，很多人直接使用開關電源作為驅(qū)動電源，但是，一般最好不要使用開關電源，特別是大力矩電機，除非選用比需要的功率大一倍以上的開關電源。因為，電機工作時是大電感型負載，會對電源端形成瞬間的高壓。而開關電源的過載性能不好，會保護關斷，且其精密的穩(wěn)壓性能又不需要，有時可能造成開關電源和驅(qū)動器的損壞。對于步進電機的驅(qū)動電源，可以用常規(guī)的環(huán)形或R 型變壓器變壓的直流電源。 圖片來源：優(yōu)愛寶機器人 聯(lián)系電話021-61182435 步進電機產(chǎn)生共振是因為電機接收的脈沖頻率等于步進電機的固有頻率，該頻率與驅(qū)動器的細分有關系。我們一般使用步進電機時，驅(qū)動器的細分能力很重要，共振范圍越小越好。對于電機負載慣性較大是由于電機超載而引起，因此在使用時只需注意不要讓電機過載即可避免。 工程師小二有話說—— 經(jīng)驗之談：步進電機失步的原因分析 常有人用步進電機出現(xiàn)走不準----失步。就我用步進電機這么多年的經(jīng)驗來說，步進電機并沒有想象的這么差，除非驅(qū)動器開發(fā)者真的是水平不行了。 步進電機用得好了，反到伺服電機我不怎么用得順手。步進電機有優(yōu)勢在于，編程簡單，接線少，故障也少，扭力大。 現(xiàn)在的步進電機最高能達到60000脈沖數(shù)，這個精度夠可以了。轉(zhuǎn)速也有的能達到3000轉(zhuǎn)的，一般都能達到600轉(zhuǎn)。步進電機一般說是能達到600轉(zhuǎn)，其實是達不到這個轉(zhuǎn)速的，廠家說是600轉(zhuǎn)，在使用過程中達到500轉(zhuǎn)就不錯了。一般情況下，機器能轉(zhuǎn)到500轉(zhuǎn)，其實也是很快的了。再快了可能就會堵轉(zhuǎn)，電機就象卡死了一樣的響，這就是速度過高，電機轉(zhuǎn)不過來。發(fā)生這種現(xiàn)象，解決的辦法是： 1、降低最高運行頻率； 2、調(diào)高加減速時間； 3、降低啟動頻率； 4、把細分數(shù)調(diào)高一個檔位。 步進電機的轉(zhuǎn)速和扭力成反比，轉(zhuǎn)速越快，扭力越小。當然這在選型的時候很重要，不在小馬拉大車。選型大一點沒關系，小了或者剛好就真是不行，失步多為電機小了，機械過重，造成小馬拉大車的現(xiàn)象。 一般情況下，驅(qū)動信號脈沖多為24V串2K電阻。一般廠家都推薦電阻為1.8K～2K。其實，通過測量，2K電阻的時候，脈沖電壓只有2.2V。后來我都選用1.5K電阻。這個問題是我通過實踐得來的，也是有一臺電機走不順，查了很多地方都沒有找到原因，后來換了一個電阻就好了。一般情況下，光耦可以承受24V的，特別是沒有電阻的時候，直接接上去也能用。當然，裝一個電阻更好。 很多人都說步進電機失步，其實機械原因也有很多，絲桿軸承沒有裝好，絲桿磨損，導軌磨損都能讓機械走不準，還有原點開關的好壞，直接影響精度。 我自己遇到過自己寫的程序出現(xiàn)爭位現(xiàn)象，是技術(shù)問題。就是加工完成后，程序有時還能運行加工程序來回原位，回原點程序沒有接通。這樣直接造成累計誤差，后來通過長時間的監(jiān)控才發(fā)現(xiàn)這個問題。這種情況多發(fā)生在圴布分度的機器里面。看到論壇里面好多講累計誤差的，我想大部分還是屬于這種情況。 步進電機如果因為負載過大，而產(chǎn)生慣性，這樣的情況多是走過頭了。 點動指令是走不準的，特別是用點動回原點，那是大錯特錯。點動的開停是一個完全的90度直角，啟停相當于急剎車，想想也是停不住的了。所以回原點一定還是要用回原點指令。 電機電流不要調(diào)到額定電流，一般小一個檔位，額定6A的，調(diào)整到5.5A就可以了。這個時候的扭力也夠，溫度也會很高。步進電機雖說可以達到80度，但溫度太高了，還是影響磁場的。 “ 如果您覺得文章還不錯，就請點擊右上角選擇發(fā)送給朋友或者轉(zhuǎn)發(fā)到朋友圈。您的支持和鼓勵是我們最大的動力。喜歡就請關注我們吧~ ”
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