無(wú)刷步進(jìn)電機(jī)的振蕩和失步是一種普遍存在的現(xiàn)象，會(huì)影響應(yīng)用系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此盡量避免使用。

1、振蕩

步進(jìn)電機(jī)的振蕩主要發(fā)生在：步進(jìn)電機(jī)工作在低頻區(qū)域；步進(jìn)電機(jī)在諧振區(qū)工作；

1）低頻振蕩：

當(dāng)無(wú)刷步進(jìn)電機(jī)在低頻區(qū)域工作時(shí)，由于激勵(lì)脈沖的間隔較長(zhǎng)，步進(jìn)電機(jī)表現(xiàn)為單步操作。

當(dāng)激勵(lì)開始時(shí)，轉(zhuǎn)子在電磁力的作用下加速。到達(dá)平衡點(diǎn)時(shí)。電磁驅(qū)動(dòng)扭矩為零，但轉(zhuǎn)子具有比較高的旋轉(zhuǎn)速度。由于慣性，轉(zhuǎn)子沖過平衡點(diǎn)。此時(shí)，電磁力產(chǎn)生負(fù)轉(zhuǎn)移，并且在負(fù)轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)子逐漸變?yōu)榱悴㈤_始沿相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)平衡點(diǎn)時(shí)。電磁力又產(chǎn)生正扭矩，迫使轉(zhuǎn)子沿向前方向旋轉(zhuǎn)。這繼續(xù)形成轉(zhuǎn)子圍繞平衡點(diǎn)的振蕩。由于機(jī)械摩擦和電磁阻尼的影響，這種振蕩表現(xiàn)為衰減振蕩并穩(wěn)定在平衡狀態(tài)。

2）低頻共振：

當(dāng)無(wú)刷步進(jìn)電機(jī)的脈沖頻率接近步進(jìn)電機(jī)的固有振蕩頻率或振蕩頻率的分頻或倍頻時(shí)，振蕩加劇，并且在嚴(yán)重的情況下引起臺(tái)階。

當(dāng)無(wú)刷步進(jìn)電機(jī)在高頻區(qū)域工作時(shí)，由于換向周期短，轉(zhuǎn)子太遲而無(wú)法反沖。同時(shí)。繞組中的電流沒有上升到穩(wěn)定值，并且轉(zhuǎn)子沒有獲得足夠的能量，因此在該上部區(qū)域沒有振蕩。

2、失步

步進(jìn)電機(jī)失步有兩個(gè)原因：

1）轉(zhuǎn)子的速度慢于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度，或慢于換向速度。

當(dāng)步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，如果脈沖頻率較高，則轉(zhuǎn)子無(wú)法跟上旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度，因?yàn)殡姍C(jī)無(wú)法獲得足夠的能量，因此導(dǎo)致失步。因此，步進(jìn)電機(jī)具有啟動(dòng)頻率。當(dāng)超過起始頻率時(shí)，肯定會(huì)產(chǎn)生較少的失步。注意：起始頻率不是固定值。增加電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，減小負(fù)載的慣性矩，以及減小步進(jìn)角可以增加步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)頻率。

2）轉(zhuǎn)子的平均速度大于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度。這主要發(fā)生在制動(dòng)和突然換向時(shí)，轉(zhuǎn)子獲得過多的能量，導(dǎo)致嚴(yán)重的過沖，導(dǎo)致失步。

3、消除振蕩——阻尼方法：機(jī)械阻尼方法和電子阻尼方法

機(jī)械阻尼方法相對(duì)簡(jiǎn)單，即在電機(jī)軸上增加了阻尼器，并有各種電子阻尼規(guī)則：

1）多相激勵(lì)方法

多相激勵(lì)產(chǎn)生電磁阻尼，衰減或消除振蕩，例如電機(jī)的雙三和六堆模式。

2）變頻變換方法

無(wú)刷步進(jìn)電機(jī)在高頻和低頻下具有不同的能量。在低頻時(shí)，繞組中的電流上升很長(zhǎng)時(shí)間，并且轉(zhuǎn)子獲得的能量很大，因此很可能發(fā)生振蕩，反之亦然。因此，可以設(shè)計(jì)電路以隨著頻率的降低而降低電壓，從而降低低頻繞組的電流，并且可以有效地消除振蕩。

3）細(xì)分步驟

無(wú)刷步進(jìn)電機(jī)繞組中的穩(wěn)定電流分為幾級(jí)，每次電流增加一步，步進(jìn)頻率也相對(duì)增加，步進(jìn)過程順利進(jìn)行。