步进电机开机抖动怎么办?步进电机开机抖动的深层原因

电工技术 2022-08-06

有关步进电机开机抖动的原因分析,脉冲频率过高,将导致步进电机堵转,发生电机抖动的问题,必须采用加减速的办法,采用脉冲频率升速的方法,在停止时也要有降速过程。

步进电机开机抖动的原因

步进电机只能够由数字信号控制运行的,当脉冲提供给驱动器时,在过于短的时间里,控制系统发出的脉冲数太多,也就是脉冲频率过高,将导致步进电机堵转。

解决此问题,必须采用加减速的办法。即,在步进电机起步时,要给逐渐升高的脉冲频率,减速时的脉冲频率需要逐渐减低。这就是我们常说的"加减速"方法。

步进电机转速度,是根据输入的脉冲信号的变化来改变的。

理论上讲,给驱动器一个脉冲,步进电机就旋转一个步距角(细分时为一个细分步距角)。

实际上,如果脉冲信号变化太快,步进电机由于内部的反向电动势的阻尼作用,转子与定子之间的磁反应将跟随不上电信号的变化,将导致堵转和丢步。

因此,步进电机在高速启动时,需要采用脉冲频率升速的方法,在停止时也要有降速过程,以保证实现步进电机精密定位控制。加速和减速的原理是一样的。

加速实例:

加速过程,是由基础频率(低于步进电机的直接起动最高频率)与跳变频率(逐渐加快的频率)组成加速曲线(降速过程反之)。

跳变频率是指步进电机在基础频率上逐渐提高的频率,此频率不能太大,否则会产生堵转和丢步。加减速曲线一般为指数曲线或经过修调的指数曲线,当然也可采用直线或正弦曲线等。

使用单片机或者PLC,都能够实现加减速控制。对于不同负载、不同转速,需要选择合适的基础频率与跳变频率,才能够达到最佳控制效果。指数曲线,在软件编程中,先算好时间常数存贮在计算机存贮器内,工作时指向选取。

通常,完成步进电机的加减速时间为300ms以上。如果使用过于短的加减速时间,对绝大多数步进电机来说,很难实现步进电机的高速旋转。

步进电机为什么要配步进电机驱动器才能工作?

步进电机作为一种控制精密位移及大范围调速专用的电机,它的旋转是以自身固有的步距角角(转子与定子的机械结构所决定)一步一步运行的, 其特点是每旋转一步,步距角始终不变,能够保持精密准确的位置。

因此,无论旋转多少次,始终没有积累误差。由于控制方法简单,成本低廉,广泛应用于各种开环控制。

步进电机的运行需要有脉冲分配的功率型电子装置进行驱动,这就是步进电机驱动器。

它接收控制系统发出的脉冲信号,按照步进电机的结构特点,顺序分配脉冲,实现控制角位移、旋转速度、旋转方向、制动加载状态、自由状态。控制系统每发一个脉冲信号, 通过驱动器就能够驱动步进电机旋转一个步距角。

步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。角位移量与脉冲个数相关。

步进电机停止旋转时,能够产生两种状态:制动加载能够产生最大或部分保持转矩(通常称为刹车保持,无需电磁制动或机械制动)及转子处于自由状态(能够被外部推力带动轻松旋转)。

步进电机驱动器,必须与步进电机的型号相匹配。否则,将会损坏步进电机及驱动器。