如何步進電機失步的方法
說起步進電機,對于電氣控制行業(yè)的工程師來說應該再熟悉不過了!它的誤差不會長期積累,能夠提升定位,控制比伺服簡單等特點,但步進電機控制的前提是電機不發(fā)生失步,如何才能步進電機失步?
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。
上面提到的都是在不失步的情況,如何才能失步呢?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)揮其控制的特點。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,盡可能用電壓型驅(qū)動器,以獲得良好的速性能。同時對于驅(qū)動電源,很多人直接使用開關(guān)電源作為驅(qū)動電源,但是,一般好不要使用開關(guān)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(guān)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壓。而開關(guān)電源的過載性能不好,會保護關(guān)斷,且其精密的穩(wěn)壓性能又不需要,有時可能造成開關(guān)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。
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(guān)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。