設(shè)備(電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器)未損壞時(shí),電機(jī)扭矩不夠。步進(jìn)電機(jī)固定時(shí),影響轉(zhuǎn)矩的主要因素是速度和電流。步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速越高,轉(zhuǎn)矩越小,電流越小。
步進(jìn)電機(jī)只能用數(shù)字信號(hào)控制。當(dāng)向驅(qū)動(dòng)器提供脈沖時(shí),控制系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)送的脈沖數(shù)量過多,即脈沖頻率過高,會(huì)導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)失速。要解決這個(gè)問題,必須采用加減速。也就是說,步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)時(shí),脈沖頻率要逐漸增大,減速時(shí)脈沖頻率要逐漸減小。這就是我們常說的“加減速”。
步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速根據(jù)輸入脈沖信號(hào)的變化而變化。理論上,如果給驅(qū)動(dòng)器一個(gè)脈沖,步進(jìn)電機(jī)就會(huì)旋轉(zhuǎn)一個(gè)步進(jìn)角(細(xì)分中的細(xì)分步進(jìn)角)。事實(shí)上,如果脈沖信號(hào)變化太快,由于內(nèi)部反電動(dòng)勢的阻尼作用,轉(zhuǎn)子和定子之間的磁反應(yīng)會(huì)跟不上電信號(hào)的變化,從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子鎖定和失步。因此,步進(jìn)電機(jī)高速啟動(dòng)時(shí),需要采用提高脈沖頻率速度的方法,停止時(shí),也需要一個(gè)降低速度的過程,以保證步進(jìn)電機(jī)的精確定位控制。加速和減速原理是一樣的。下面是加速的一個(gè)例子:
加速過程中,加速曲線由基頻(低于步進(jìn)電機(jī)最高直接啟動(dòng)頻率)和跳躍頻率(逐漸加速頻率)組成(減速過程中則相反)。跳躍頻率是指步進(jìn)電機(jī)在基本頻率上逐漸增加的頻率。這個(gè)頻率不能太大,否則會(huì)出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)和失步。加減速曲線一般為指數(shù)曲線或修正指數(shù)曲線,當(dāng)然也可以采用直線或正弦曲線。使用單片機(jī)或PLC可以實(shí)現(xiàn)加減速控制。對(duì)于不同的負(fù)載和速度,需要選擇合適的基頻和跳變頻率,以達(dá)到最佳的控制效果。指數(shù)曲線,在軟件編程中,計(jì)算時(shí)間常數(shù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中,工作時(shí)指向選擇。步進(jìn)電機(jī)的加減速時(shí)間一般在300ms以上。如果加減速時(shí)間太短,大多數(shù)步進(jìn)電機(jī)很難高速旋轉(zhuǎn)。
電機(jī)急停不一定鎖死,電機(jī)轉(zhuǎn)速最高,步進(jìn)電機(jī)也是。當(dāng)速度超過步進(jìn)電機(jī)的最高速度時(shí),步進(jìn)電機(jī)會(huì)突然停止。
電流的大小會(huì)影響扭矩。電流越大,扭矩越大,但電機(jī)發(fā)熱越大。因此,當(dāng)扭矩足夠大時(shí),電流通常被調(diào)節(jié)到最小電流。如果這種情況下電機(jī)產(chǎn)生的熱量仍然很大,就需要更換高扭矩的電機(jī)。