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【導(dǎo)讀】說起步進(jìn)電機(jī)，電氣控制行業(yè)的工程師是再熟悉不過了！雖然步進(jìn)電機(jī)集這些優(yōu)點(diǎn)于一身：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，但它能實(shí)現(xiàn)精確控制的關(guān)鍵是電機(jī)不發(fā)生失步。那么，如何才能避免步進(jìn)電機(jī)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(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。 圖片來源：優(yōu)愛寶機(jī)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(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。 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)椋姍C(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。 圖片來源：優(yōu)愛寶機(jī)器人 聯(lián)系電話021-61182435 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。 工程師小二有話說—— 經(jīng)驗(yàn)之談：步進(jìn)電機(jī)失步的原因分析 常有人用步進(jìn)電機(jī)出現(xiàn)走不準(zhǔn)----失步。就我用步進(jìn)電機(jī)這么多年的經(jīng)驗(yàn)來說，步進(jìn)電機(jī)并沒有想象的這么差，除非驅(qū)動(dòng)器開發(fā)者真的是水平不行了。 步進(jìn)電機(jī)用得好了，反到伺服電機(jī)我不怎么用得順手。步進(jìn)電機(jī)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(jìn)電機(jī)最高能達(dá)到60000脈沖數(shù)，這個(gè)精度夠可以了。轉(zhuǎn)速也有的能達(dá)到3000轉(zhuǎn)的，一般都能達(dá)到600轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)一般說是能達(dá)到600轉(zhuǎn)，其實(shí)是達(dá)不到這個(gè)轉(zhuǎn)速的，廠家說是600轉(zhuǎn)，在使用過程中達(dá)到500轉(zhuǎn)就不錯(cuò)了。一般情況下，機(jī)器能轉(zhuǎn)到500轉(zhuǎn)，其實(shí)也是很快的了。再快了可能就會(huì)堵轉(zhuǎn)，電機(jī)就象卡死了一樣的響，這就是速度過高，電機(jī)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(yùn)行頻率； 2、調(diào)高加減速時(shí)間； 3、降低啟動(dòng)頻率； 4、把細(xì)分?jǐn)?shù)調(diào)高一個(gè)檔位。 步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭力成反比，轉(zhuǎn)速越快，扭力越小。當(dāng)然這在選型的時(shí)候很重要，不在小馬拉大車。選型大一點(diǎn)沒關(guān)系，小了或者剛好就真是不行，失步多為電機(jī)小了，機(jī)械過重，造成小馬拉大車的現(xiàn)象。 一般情況下，驅(qū)動(dòng)信號(hào)脈沖多為24V串2K電阻。一般廠家都推薦電阻為1.8K～2K。其實(shí)，通過測量，2K電阻的時(shí)候，脈沖電壓只有2.2V。后來我都選用1.5K電阻。這個(gè)問題是我通過實(shí)踐得來的，也是有一臺(tái)電機(jī)走不順，查了很多地方都沒有找到原因，后來換了一個(gè)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(shí)候，直接接上去也能用。當(dāng)然，裝一個(gè)電阻更好。 很多人都說步進(jìn)電機(jī)失步，其實(shí)機(jī)械原因也有很多，絲桿軸承沒有裝好，絲桿磨損，導(dǎo)軌磨損都能讓機(jī)械走不準(zhǔn)，還有原點(diǎn)開關(guān)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(shí)還能運(yùn)行加工程序來回原位，回原點(diǎn)程序沒有接通。這樣直接造成累計(jì)誤差，后來通過長時(shí)間的監(jiān)控才發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題。這種情況多發(fā)生在圴布分度的機(jī)器里面。看到論壇里面好多講累計(jì)誤差的，我想大部分還是屬于這種情況。 步進(jìn)電機(jī)如果因?yàn)樨?fù)載過大，而產(chǎn)生慣性，這樣的情況多是走過頭了。 點(diǎn)動(dòng)指令是走不準(zhǔn)的，特別是用點(diǎn)動(dòng)回原點(diǎn)，那是大錯(cuò)特錯(cuò)。點(diǎn)動(dòng)的開停是一個(gè)完全的90度直角，啟停相當(dāng)于急剎車，想想也是停不住的了。所以回原點(diǎn)一定還是要用回原點(diǎn)指令。 電機(jī)電流不要調(diào)到額定電流，一般小一個(gè)檔位，額定6A的，調(diào)整到5.5A就可以了。這個(gè)時(shí)候的扭力也夠，溫度也會(huì)很高。步進(jìn)電機(jī)雖說可以達(dá)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(cuò)，就請點(diǎn)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(lì)是我們最大的動(dòng)力。喜歡就請關(guān)注我們吧~ ”
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