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                                              如何理解步進電機的失步和過沖

                                              文章來源:銳特步進電機 時間:2020-11-25 08:52:00 瀏覽:

                                                失步應該就是漏掉了脈沖沒有運動到指定的位置。過沖應該就是和失步相反,運動到超過了指定的位置。

                                                在一些控制簡單或要求低成本的運動控制系統中,常會用步進電機。最大的優勢是:以開環的方式來控制位置和速度。但正因為是開環控制,負載位置對控制回路沒有反饋,步進電機就必須正確響應每次勵磁變化。如果勵磁頻率選擇不當,步進電機就不能夠移動到新的位置。負載實際的位置相對于控制器所期待的位置出現永久誤差,即發生失步現象或過沖想象。因此,在步進電機開環控制系統中,如何防止失步和過沖是開環控制系統能否正常運行的關鍵。

                                                失步和過沖現象分別出現在步進電機啟動和停止的時候。一般情況下,系統的極限啟動頻率比較低,而要求的運行速度往往比較高。如果系統以要求的運行速度直接啟動,因為該速度已經超限,啟動頻率而不能正常啟動,起則發生丟步,重則根本不能啟動,產生堵轉。系統運行起來后,如果達到終點時立即停止發送脈沖,令其立即停止,則由于系統慣性的作用,步進電機會轉過控制器所希望的平衡位置。

                                                為了克服步進失步和過沖現象,應該在啟動停止時加入適當的加減速控制。我們一般采用:運動控制卡作上位控制單元、具有控制功能的PLC作上位控制單元、單片機作上位控制單元來控制運動加減速可以克服失步過沖現象。

                                                通俗一點講:當步進驅動器接收到一個脈沖信號,它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度(及步進角)。您可以通過控制脈沖個數來控制角位移量,從而達到準確定位的目的;同時您可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度,從而達到調速的目的。步進電機有一個技術參數:空載啟動頻率,即步進電機在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率。如果在脈沖頻率高于空載啟動頻率,步進電機不能正常啟動,可能發生丟步或堵轉現象。在有負載的情況下,啟動頻率應更低。如果要使電機高速轉動,脈沖頻率應該有一個合理的加速過程,即啟動頻率較低,然后按一定加速度升到所希望的高頻(電機轉速從低速升到高速)。

                                                啟動頻率 = 啟動轉速 × 每轉多少步??蛰d啟動轉速就是步進電機不通過加減速不負載直接轉動起來。當步進電機轉動時,電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢;頻率越高,反向電動勢越大。在它的作用下,電機隨頻率(或速度)的增大而相電流減小,從而導致力矩下降。

                                                假設:需要減速器的總的輸出轉矩是T1,輸出的轉速是N1,減速比是5:1,步進電機的步進角度是A,那么電機的轉速是:5*(N1),那么電機的輸出轉矩應該是(T1)/5,電機的工作頻率應該是

                                                5*(N1)*360/A,所以你應該看矩頻特性曲線:坐標點[(T1)/5,5*(N1)*360/A]是不是在頻特性曲線(啟動矩頻曲線)的下面。如果在矩頻曲線的下面,你可以選擇這個電機。如果是在矩頻曲線上面,則,你不能選擇這個電機,因為會失步,或者根本就不能轉動。

                                                補充:你是否確定了工作狀態,你需要的最大轉速確定了嗎,如果確定了,那就可以根據上面提供的公式進行計算,(根據轉動的最大速度,和負載的大小,你就可以確定你現在選用的步進電機是否適合,如果不適合你也應該知道要選用什么樣的步進電機了)。

                                                另外:步進電機在啟動了以后,可以在負載不變的情況下,再提高頻率,因為步進電機矩頻曲線實際上應該有兩條的,你有的那條應該是啟動矩頻曲線,而另外一條是脫出矩頻曲線,這條曲線代表的含義是:在啟動頻率下啟動電機,啟動完成以后可以增加負載,但電機不會失步的狀態;或者是在啟動頻率下啟動電機,在負載不變的情況下,可以適當增加運轉速度,但電機不會失步的狀態。

                                                關于步距角,比如說你是A-B-C-D-A單四拍控制,那么步距角就是一個A走過的角度,關于最大牽入頻率,其指的是A-B之間的間隔頻率,手冊里給的都是>于某個值,但是在實際應用時感覺應該給的值就是最大值,例如>250PPS,那么A之后的delay就滿足1/delay <=250, delay>=4ms,給3ms它走不起來。

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