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步进电机位移现象故障浅析

供稿:中国工控网 2017/4/10 10:36:20

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  • 关键词: 步进电机位移 步进电机
  • 摘要:本文对步进电机产生位移现象的原因进行了分析,并提出了相应的解决方案,供参考。

  步进电机是一种感应电机,它的工作原理是利用电子电路,将直流电变成分时供电的,多相时序控制电流,用这种电流为步进电机供电,步进电机才能正常工作,驱动器就是为步进电机分时供电的,多相时序控制器。    

  步进电机将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。    

一、改变方向时丢脉冲,表现为往任何一个方向都准,但一改变方向就累计偏差,并且次数越多偏得越多;    

二、初速度太高,加速度太大,引起有时丢步;    

三、在用同步带的场合软件补偿太多或太少;    

四、马达力量不够;    

五、控制器受干扰引起误动作    

六、驱动器受干扰引起;    

七、软件缺陷;    

有以下几点解决方法:    

1)一般的步进电机驱动器对方向和脉冲信号都有一定的要求,如:方向信号在第一个脉冲上升沿或下降沿(不同的驱动器要求不一样)到来前数微秒被确定,否则会有一个脉冲所运转的角度与实际需要的转向相反,最后故障现象表现为越走越偏,细分越小越明显,解决办法主要用软件改变发脉冲的逻辑或加延时。    

2)由于步进电机特点决定初速度不能太高,尤其带的负载惯量较大情况下建议初速度在1r/s以下,这样冲击较小,同样加速度太大对系统冲击也大,容易过冲,导致定位不准电机正转和反转之间应有一定的暂停时间若没有就会因反向加速度太大引起过冲。    

3)根据实际情况调整被偿参数值,(因为同步带弹性形变较大,所以改变方向时需加一定的补偿)。    

4)适当地增大马达电流,提高驱动器电压(注意选配电机驱动器)选扭矩大一些的马达。    

5)系统的干扰引起控制器或驱动器的误动作,我们只能想办法找出干扰源,降低其干扰能力(如屏蔽,加大间隔距离等),切断传播途径,提高自身的抗干扰能力,常见措施:

①用双纹屏蔽线代替普通导线,系统中信号线与大电流或大电压变化导线分开布线,降低电磁干扰能力。    

②用电源滤波器把来自电网的干扰波滤掉,在条件许可下各大用电设备的输入端加电源滤波器,降低系统内各设备之间的干扰。    

③设备之间最好用光电隔离器件进行信号传送,在条件许可下,脉冲和方向信号最好用差分方式加光电隔离进行信号传送。在感性负载(如电磁继电器、电磁阀)两端加阻容吸收或快速泄放电路,感性负载在开头瞬间能产生10~100倍的尖峰电压,如果工作频率在20KHZ以上。    

6)软件做一些容错处理,把干扰带来影响消除。                        

审核编辑(王静)
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