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無刷步進電機失步解决方案

-2018-12-13 -

無刷步進電機和驅動電路組成的開環數控系統結構簡單,價格低廉,性能可靠,已廣泛應用于經濟型設備中。步進電機通常用于精確定位,從而確保電機不會失步。

無刷步進電機失步及其危害

当無刷步進電機正常工作时,每次接收到控制脉冲时它会移动一步角,也就是说,它会更进一步。如果连续输入控制脉冲,则电动机相应地连续旋转。無刷步進電機失步包括丢失的步骤。当步骤丢失时,转子前进的步数小于脉冲数;当超过步长时,转子前进的步数大于脉冲数。

失步的步数等于节拍数的整数倍。当步骤丢失时,转子将保持在一个位置或围绕一个位置振动。当步骤严重时,设备将超调。無刷步進電機是开环馈电系统的重要组成部分,其性能直接影响设备系统的性能。

無刷步進電機失步原因和解决方案

一、轉子的加速度較慢步進電機的旋轉磁場

轉子的力速度比步進電機的旋轉磁場慢,也就是說,當換向速度較低時,步進電機將失去台階。由于輸入電動機的功率不足,步進電動機産生的同步轉矩不能使轉子速度跟隨定子磁場的轉速,從而引起失步。

由于無刷步進電機的动态输出转矩随着连续工作频率的增加而减小,因此高于频率的工作频率将导致失步。

解決方法

1、增加無刷步進電機本身产生的电磁转矩。因此,可以在额定电流范围内适当增加驱动电流。当高频范围内的转矩不足时,可以适当增加驱动电路的驱动电压;并且可以使用具有大扭矩的步进电动机。

2、降低無刷步進電機需要克服的扭矩。为此,可以适当地降低电动机的工作频率,以增加电动机的输出转矩;设定较长的加速时间,使转子获得足够的能量。

二、轉子的平均速度高于定子磁場的平均轉速。

转子的平均速度高于定子磁场的平均转速。此时,定子通电较长时间,这比转子步骤所需的时间长,并且转子在步进过程中获得过多的能量,因此無刷步進電機产生的输出转矩增加,从而引起电机走出去。

解決方法

減小步進電機的驅動電流以減小步進電機的輸出轉矩。

三、無刷步進電機和负载有惯性

由于無刷步進電機本身的惯性和负载,电机在工作过程中不能立即启动和停止,但是在开始时发生丢失的步骤,并且在停止发生时发生步骤。

解決方法

通過加速和減速過程,以較低的速度啓動,然後逐漸加速到一定的速度,然後逐漸減速直到停止。適當和平穩的加速和減速控制是確保步進驅動系統可靠,高效和准確操作的關鍵。

四、無刷步進電機产生共振

共振也是失去同步的原因。 当步进电机处于连续运行状态时,如果控制脉冲的频率等于步进电机的固有频率,则会发生共振。

解決方法

适当降低步进电机的驱动电流; 采用细分驱动方式; 采用阻尼方法。