如何避免步進(jìn)電機(jī)失步

　　說起步進(jìn)電機(jī)，對于電氣控制行業(yè)的工程師來說應(yīng)該再熟悉不過了!它的誤差不會長期積累，能夠?qū)崿F(xiàn)精確定位，控制比伺服簡單等優(yōu)點，但步進(jìn)電機(jī)精確控制的前提是電機(jī)不發(fā)生失步，如何才能避免步進(jìn)電機(jī)失步?

　　步進(jìn)電機(jī)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(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)接收到一個脈沖信號時，電機(jī)就按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)一個固定的角度(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，其步距誤差不會長期累積。

　　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，電機(jī)會產(chǎn)生失步，這是因為輸入電機(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，這是定子通電勵磁的時間較長，大于步進(jìn)所需的時間，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)動器。如果需要低振動或高精度時，可配用細(xì)分型驅(qū)動器。對于大轉(zhuǎn)矩電機(jī)，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(guān)電源作為驅(qū)動電源，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。因為，電機(jī)工作時是大電感型負(fù)載，會對電源端形成瞬間的高壓。而開關(guān)電源的過載性能不好，會保護(hù)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(jìn)電機(jī)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(jìn)電機(jī)產(chǎn)生共振是因為電機(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)動器的細(xì)分有關(guān)系。我們一般使用步進(jìn)電機(jī)時，驅(qū)動器的細(xì)分能力很重要，共振范圍越小越好。對于電機(jī)負(fù)載慣性較大是由于電機(jī)超載而引起，因此在使用時只需注意不要讓電機(jī)過載即可避免。

　　要知道是否過載，我們必須了解電機(jī)的負(fù)載特性等基本參數(shù)，廣州致遠(yuǎn)電子股份有限公司專門為步進(jìn)、伺服系統(tǒng)的控制穩(wěn)定性、控制精度、響應(yīng)時間、負(fù)載特性以及電機(jī)性能效率等推出一套成熟的測試方案-MPT1000電機(jī)測試系統(tǒng)。MPT1000電機(jī)測試系統(tǒng)是研發(fā)人員的好幫手，生產(chǎn)廠商質(zhì)量把控的一道閘!