無(wú)刷步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電路組成的開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，性能可靠，已廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)型設(shè)備中。步進(jìn)電機(jī)通常用于精確定位，從而確保電機(jī)不會(huì)失步。

無(wú)刷步進(jìn)電機(jī)失步及其危害

當(dāng)無(wú)刷步進(jìn)電機(jī)正常工作時(shí)，每次接收到控制脈沖時(shí)它會(huì)移動(dòng)一步角，也就是說(shuō)，它會(huì)更進(jìn)一步。如果連續(xù)輸入控制脈沖，則電動(dòng)機(jī)相應(yīng)地連續(xù)旋轉(zhuǎn)。無(wú)刷步進(jìn)電機(jī)失步包括丟失的步驟。當(dāng)步驟丟失時(shí)，轉(zhuǎn)子前進(jìn)的步數(shù)小于脈沖數(shù);當(dāng)超過(guò)步長(zhǎng)時(shí)，轉(zhuǎn)子前進(jìn)的步數(shù)大于脈沖數(shù)。

失步的步數(shù)等于節(jié)拍數(shù)的整數(shù)倍。當(dāng)步驟丟失時(shí)，轉(zhuǎn)子將保持在一個(gè)位置或圍繞一個(gè)位置振動(dòng)。當(dāng)步驟嚴(yán)重時(shí)，設(shè)備將超調(diào)。無(wú)刷步進(jìn)電機(jī)是開(kāi)環(huán)饋電系統(tǒng)的重要組成部分，其性能直接影響設(shè)備系統(tǒng)的性能。

無(wú)刷步進(jìn)電機(jī)失步原因和解決方案

一、轉(zhuǎn)子的加速度較慢步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

轉(zhuǎn)子的力速度比步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)慢，也就是說(shuō)，當(dāng)換向速度較低時(shí)，步進(jìn)電機(jī)將失去臺(tái)階。由于輸入電動(dòng)機(jī)的功率不足，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的同步轉(zhuǎn)矩不能使轉(zhuǎn)子速度跟隨定子磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，從而引起失步。

由于無(wú)刷步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)輸出轉(zhuǎn)矩隨著連續(xù)工作頻率的增加而減小，因此高于頻率的工作頻率將導(dǎo)致失步。

解決方法

1、增加無(wú)刷步進(jìn)電機(jī)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(dāng)增加驅(qū)動(dòng)電流。當(dāng)高頻范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)矩不足時(shí)，可以適當(dāng)增加驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電壓;并且可以使用具有大扭矩的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。

2、降低無(wú)刷步進(jìn)電機(jī)需要克服的扭矩。為此，可以適當(dāng)?shù)亟档碗妱?dòng)機(jī)的工作頻率，以增加電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩;設(shè)定較長(zhǎng)的加速時(shí)間，使轉(zhuǎn)子獲得足夠的能量。

二、轉(zhuǎn)子的平均速度高于定子磁場(chǎng)的平均轉(zhuǎn)速。

轉(zhuǎn)子的平均速度高于定子磁場(chǎng)的平均轉(zhuǎn)速。此時(shí)，定子通電較長(zhǎng)時(shí)間，這比轉(zhuǎn)子步驟所需的時(shí)間長(zhǎng)，并且轉(zhuǎn)子在步進(jìn)過(guò)程中獲得過(guò)多的能量，因此無(wú)刷步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生的輸出轉(zhuǎn)矩增加，從而引起電機(jī)走出去。

解決方法

減小步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流以減小步進(jìn)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。

三、無(wú)刷步進(jìn)電機(jī)和負(fù)載有慣性

由于無(wú)刷步進(jìn)電機(jī)本身的慣性和負(fù)載，電機(jī)在工作過(guò)程中不能立即啟動(dòng)和停止，但是在開(kāi)始時(shí)發(fā)生丟失的步驟，并且在停止發(fā)生時(shí)發(fā)生步驟。

解決方法

通過(guò)加速和減速過(guò)程，以較低的速度啟動(dòng)，然后逐漸加速到一定的速度，然后逐漸減速直到停止。適當(dāng)和平穩(wěn)的加速和減速控制是確保步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠，高效和準(zhǔn)確操作的關(guān)鍵。

四、無(wú)刷步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生共振

共振也是失去同步的原因。 當(dāng)步進(jìn)電機(jī)處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，如果控制脈沖的頻率等于步進(jìn)電機(jī)的固有頻率，則會(huì)發(fā)生共振。

解決方法

適當(dāng)降低步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流; 采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)方式; 采用阻尼方法。