如果步進電動機正常工作,則每次接收到控制脈沖時,步進電動機都會向前移動一級。如果連續(xù)輸入控制脈沖,則電動機將繼續(xù)相應(yīng)旋轉(zhuǎn)。
步進電機失步包括失步和超步。當失步時,轉(zhuǎn)子前進的步數(shù)少于脈沖數(shù)。當步進超過步數(shù)時,轉(zhuǎn)子前進的步數(shù)大于脈沖數(shù)。您一次失去并通過的步數(shù)等于跑步節(jié)拍的整數(shù)倍。如果失步嚴重,則轉(zhuǎn)子將保持其位置或振動,如果失步嚴重,則機床將過沖。步進電機是開環(huán)進給系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié),其性能直接影響CNC系統(tǒng)的性能。電機異相會影響CNC系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制精度,從而降低CNC機床的加工精度。
1.轉(zhuǎn)子的加速度會減慢步進電機的旋轉(zhuǎn)磁場。
轉(zhuǎn)子力n低于步進電機的旋轉(zhuǎn)磁場。即,在換向速度低的情況下,步進電動機將失步。這是因為輸入到電動機的電能不足,并且由于由步進電動機產(chǎn)生的同步轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)子速度不能跟隨定子磁場的旋轉(zhuǎn)速度,從而導(dǎo)致同步損失。由于步進電動機的動態(tài)輸出轉(zhuǎn)矩會隨著連續(xù)運行頻率的增加而降低,因此,高于該頻率的運行頻率將導(dǎo)致步進損耗。該失步表示步進電動機的扭矩不足,并且拖曳能力不足。
解決方案:
1.增加由步進電機本身產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩。因此,可以在額定電流范圍內(nèi)適當?shù)卦黾域?qū)動電流。如果高頻范圍扭矩不足,則可以適當?shù)卦黾域?qū)動電路的驅(qū)動電壓。相反,您可以使用高轉(zhuǎn)矩的步進電機。
2.降低步進電機必須克服的轉(zhuǎn)矩。因此,可以通過適當?shù)亟档碗妱訖C的工作頻率來增加電動機的輸出轉(zhuǎn)矩,并且可以設(shè)置更長的加速時間,使得轉(zhuǎn)子可以獲得足夠的能量。
2.轉(zhuǎn)子的平均速度高于定子磁場的平均速度。
平均轉(zhuǎn)子速度高于定子磁場的速度。此時,定子的勵磁和勵磁的時間比轉(zhuǎn)子進一步前進所需的時間長,并且轉(zhuǎn)子在步進過程中獲取了太多的能量,因此步進電機產(chǎn)生的輸出轉(zhuǎn)矩增加,使電動機可以采取更多的步驟。這是因為,如果使用步進電動機來驅(qū)動使負載上下移動的機構(gòu),則跨步的可能性很高,并且隨著負載的下降,電動機所需的轉(zhuǎn)矩減小。
解決方案:
減小步進電動機的驅(qū)動電流,以減小步進電動機的輸出轉(zhuǎn)矩。
3.步進電機和負載具有慣性。
由于步進電動機本身的慣性和負載,電動機在運行期間無法立即啟動和停止,但是在啟動時會失去步速,而在停止時會超速。
解決方案:
通過加減速過程,即從低速開始,然后逐漸加速到一定速度,然后逐漸減速直到停止。合理平穩(wěn)的加減速控制是確保步進驅(qū)動系統(tǒng)穩(wěn)定,高效和準確運行的關(guān)鍵。
4.步進電機產(chǎn)生共振。
共振也是失去同步的原因。當步進電動機連續(xù)運行時,當控制脈沖的頻率與步進電動機的固有頻率相同時,會發(fā)生共振。在控制脈沖周期內(nèi),振動沒有得到充分衰減,下一個脈沖出現(xiàn),因此在諧振頻率附近動態(tài)誤差最大,步進電機失去了步進。
解決方案:
適當減小步進電機的驅(qū)動電流。使用細分驅(qū)動方法。使用包括機械阻尼方法的阻尼方法。上述方法可以有效地消除電動機的振動并防止步進偏差。