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。如果連續輸入控制脈沖,則電動機將繼續相應旋轉。
步進電機失步包括失步和超步。當失步時,轉子前進的步數少于脈沖數。當步進超過步數時,轉子前進的步數大于脈沖數。您一次失去并通過的步數等于跑步節拍的整數倍。如果失步嚴重,則轉子將保持其位置或振動,如果失步嚴重,則機床將過沖。步進電機是開環進給系統中的重要環節,其性能直接影響CNC系統的性能。電機異相會影響CNC系統的穩定性和控制精度,從而降低CNC機床的加工精度。
1.轉子的加速度會減慢步進電機的旋轉磁場。
轉子力n低于步進電機的旋轉磁場。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生的同步轉矩,轉子速度不能跟隨定子磁場的旋轉速度,從而導致同步損失。由于步進電動機的動態輸出轉矩會隨著連續運行頻率的增加而降低,因此,高于該頻率的運行頻率將導致步進損耗。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生的電磁轉矩。因此,可以在額定電流范圍內適當地增加驅動電流。如果高頻范圍扭矩不足,則可以適當地增加驅動電路的驅動電壓。相反,您可以使用高轉矩的步進電機。
2.降低步進電機必須克服的轉矩。因此,可以通過適當地降低電動機的工作頻率來增加電動機的輸出轉矩,并且可以設置更長的加速時間,使得轉子可以獲得足夠的能量。
2.轉子的平均速度高于定子磁場的平均速度。
平均轉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子進一步前進所需的時間長,并且轉子在步進過程中獲取了太多的能量,因此步進電機產生的輸出轉矩增加,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動使負載上下移動的機構,則跨步的可能性很高,并且隨著負載的下降,電動機所需的轉矩減小。
解決方案:
減小步進電動機的驅動電流,以減小步進電動機的輸出轉矩。
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。合理平穩的加減速控制是確保步進驅動系統穩定,高效和準確運行的關鍵。
4.步進電機產生共振。
共振也是失去同步的原因。當步進電動機連續運行時,當控制脈沖的頻率與步進電動機的固有頻率相同時,會發生共振。在控制脈沖周期內,振動沒有得到充分衰減,下一個脈沖出現,因此在諧振頻率附近動態誤差最大,步進電機失去了步進。
解決方案:
適當減小步進電機的驅動電流。使用細分驅動方法。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。