针对上面各问题原因,可以分别采取下面对策来改善步进电机失步问题:
1)核算负载的力矩,参考步进电机距频图看看在对应速度下步进电机是不是有足够扭矩能力带动负载,可以换个在对应工作速度下扭矩大的步进电机来对比测试。
2)步进电机的启动阶段就像开手动波的汽车,需要逐步上档而提速,加减速不充分,会导致失步。一般建议负载的转动惯量不要大于步进电机转动惯量的10倍,不然加减速过程会比较漫长。
3)步进电机启动瞬间我们会测试到额定电流1.6倍左右的电流,如果电源功率不够,会让电机里面的有效电流过低,从而带不动负载。建议一般电源留30%以上余量。
4)步进电机需要快速启动或者高速运行,需要驱动电压比较高,工作电流设定值足够大,否则也容易失步。
失步和过冲现象分别出现在步进电机启动和停止的时候。2相励磁时,每次对两相同时通电,磁场旋转一周需要换相4次,转子转动一个齿距角。一般情况下,系统的极限启动频率比较低,而要求的运行速度往往比较高。如果系统以要求的运行速度直接启动,因为该速度已经超限,启动频率而不能正常启动,起则发生丢步,重则根本不能启动,产生堵转。系统运行起来后,如果达到终点时立即停止发送脉冲,令其立即停止,则由于系统惯性的作用,步进电机会转过控制器所希望的平衡位置。
为了克服步进失步和过冲现象,应该在启动停止时加入适当的加减速控制。我们一般采用:运动控制卡作上位控制单元、具有控制功能的PLC作上位控制单元、单片机作上位控制单元来控制运动加减速可以克服失步过冲现象。
步进电机安装在机械中,机械工程师对机器的日常维护中,需要了解步进电机在运行中出现的常见故障原理,分析电机一般的故障总结出三个常见因素:温度,运转和噪音。
步进电机常见的故障有下列三种:
1、步进电机温升过高
下列几种情况将使步进电机温升过高:
(1)环境温度过高,散热条件差,安装接触面积不符合标准;
(2)工作方式不符合技术要求,如三相六拍工作的电机改为双三拍工作,温升要变高;
(3)驱动电路发生故障,电动机长期工作在单一高电压下或长期工作在高频状态,同样要使电动机的温升变高。
(4)高、低压供电的驱动电路在高频工作时,高压脉宽不能太宽,应按技术标准调整,否则温升也会高;