步進電機常見故障及處理

1、 步進電機步進電機一、步進電機常用術語一、步進電機常用術語二、步進電機的分類二、步進電機的分類三、工作原理三、工作原理四、步進電機的驅動電路、控制方式及接線四、步進電機的驅動電路、控制方式及接線五、五、 步進電機的主要特性：步進電機的主要特性：六、步進電機常見問題六、步進電機常見問題七、步進電機常見故障及分析：七、步進電機常見故障及分析：八、步進電機的選擇八、步進電機的選擇主要內容主要內容1 1、步進電機的靜態(tài)指標術語步進電機的靜態(tài)指標術語 產生不同對極產生不同對極N N、S S磁場的激磁線圈對數。常用磁場的激磁線圈對數。常用m m表示表示 完成一個磁場周期性變化所需脈沖數或導電狀態(tài)用完成一個

2、磁場周期性變化所需脈沖數或導電狀態(tài)用n n表示，或指電機轉過一個齒距角所需脈沖數，以四相電表示，或指電機轉過一個齒距角所需脈沖數，以四相電機為例，有四相四拍運行方式即機為例，有四相四拍運行方式即AB-BC-CD-DA-ABAB-BC-CD-DA-AB，四相四相八拍運行方式即八拍運行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.一、步進電機常用術語相數：相數：拍數：拍數： 電機在不通電狀態(tài)下，電機轉子自身的鎖定力矩電機在不通電狀態(tài)下，電機轉子自身的鎖定力矩（由磁場齒形的諧波以及機械誤差造成的）（由磁場齒形的諧波以及機械誤差造成的）步距角：步距角：

3、定位轉矩：定位轉矩： 對應一個脈沖信號，電機轉子轉過的角位移對應一個脈沖信號，電機轉子轉過的角位移用用表示。表示。=360=360度度/ /（轉子齒數（轉子齒數J J* *運行拍數），運行拍數），以常規(guī)二、四相，轉子齒為以常規(guī)二、四相，轉子齒為5050齒電機為例：齒電機為例： 四拍運行時步距角為：四拍運行時步距角為： =360=360度度/ /（5050* *4 4）=1.8=1.8度（俗稱整步）度（俗稱整步） 八拍運行時步距角：八拍運行時步距角： =360=360度度/ /（5050* *8 8）=0.9=0.9度（俗稱半步）度（俗稱半步） 電機在額定靜態(tài)電作用下，電機不作旋轉運動電機在額定

4、靜態(tài)電作用下，電機不作旋轉運動時，電機轉軸的鎖定力矩。時，電機轉軸的鎖定力矩。 雖然靜轉矩與電磁激磁安匝數成正比，與定齒雖然靜轉矩與電磁激磁安匝數成正比，與定齒轉子間的氣隙有關，但過份采用減小氣隙，增加轉子間的氣隙有關，但過份采用減小氣隙，增加激磁安匝來提高靜力矩是不可取的，這樣會造成激磁安匝來提高靜力矩是不可取的，這樣會造成電機的發(fā)熱及機械噪音。電機的發(fā)熱及機械噪音。靜轉矩：靜轉矩：2 2、步進電機動態(tài)指標及術語：步進電機動態(tài)指標及術語： 步進電機每轉過一個步距角的實際值與理步進電機每轉過一個步距角的實際值與理論值的誤差。用百分比表示：論值的誤差。用百分比表示： 誤差誤差/ /步距角步距角*

5、 *100%100%。 不同運行拍數其值不同，四拍運行時應在不同運行拍數其值不同，四拍運行時應在5%5%之內，八拍運行時應在之內，八拍運行時應在15%15%以內。以內。 電機運轉時運轉的步數，不等于理論上的電機運轉時運轉的步數，不等于理論上的步數。稱之為失步步數。稱之為失步。步距角精度：步距角精度：失步：失步： 轉子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機轉子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機運轉必存在失調角，由失調角產生的誤差，采用運轉必存在失調角，由失調角產生的誤差，采用細分驅動是不能解決的。細分驅動是不能解決的。 電機電壓及額定電流下，在不加負載的情況電機電壓及額定電流下，在不加負載的情況下，能夠

6、直接起動的最大頻率。下，能夠直接起動的最大頻率。失調角：失調角：最大空載起動頻率：最大空載起動頻率： 電機在某種驅動形式，電壓及額定電流下，電機在某種驅動形式，電壓及額定電流下，電機不帶負載的最高轉速頻率。電機不帶負載的最高轉速頻率。 電機在某種測試條件下測得運行中輸出力矩電機在某種測試條件下測得運行中輸出力矩與頻率關系的曲線稱為運行矩頻特性，這是電機與頻率關系的曲線稱為運行矩頻特性，這是電機諸多動態(tài)曲線中最重要的，也是電機選擇的根本諸多動態(tài)曲線中最重要的，也是電機選擇的根本依據。依據。最大空載的運行頻率：最大空載的運行頻率：運行矩頻特性：運行矩頻特性： 步進電機均有固定的共振區(qū)域步進電機均有

7、固定的共振區(qū)域 電機驅動電壓越高，電機電流越大，負載越輕，電機驅動電壓越高，電機電流越大，負載越輕，電機體積越小，則共振區(qū)向上偏移，反之亦然。電機體積越小，則共振區(qū)向上偏移，反之亦然。 為使電機輸出電矩大，不失步和整個系統(tǒng)的噪為使電機輸出電矩大，不失步和整個系統(tǒng)的噪音降低，一般工作點均應偏移共振區(qū)較多。音降低，一般工作點均應偏移共振區(qū)較多。 當電機繞組通電時序為當電機繞組通電時序為AB-BC-CD-DAAB-BC-CD-DA或或()()時為正轉，通電時序為時為正轉，通電時序為DA-CA-BC-ABDA-CA-BC-AB或或()()時為時為反轉。反轉。電機的共振點：電機的共振點：電機正反轉控制：

8、電機正反轉控制： 其它特性還有慣頻特性、起動頻率特性等其它特性還有慣頻特性、起動頻率特性等 電機一旦選定，電機的靜力矩確定，而動態(tài)電機一旦選定，電機的靜力矩確定，而動態(tài)力矩卻不然，電機的動態(tài)力矩取決于電機運行時力矩卻不然，電機的動態(tài)力矩取決于電機運行時的的平均電流平均電流（而非靜態(tài)電流），平均電流越大，（而非靜態(tài)電流），平均電流越大，電機輸出力矩越大，即電機的頻率特性越硬。電機輸出力矩越大，即電機的頻率特性越硬。 其中，曲線其中，曲線3 3電流最大、或電壓最高電流最大、或電壓最高; ;曲線曲線1 1電電流最小、或電壓最低，曲線與負載的交點為負載流最小、或電壓最低，曲線與負載的交點為負載的最大速

9、度點。的最大速度點。 要使平均電流大，盡可能提高驅動電壓，使要使平均電流大，盡可能提高驅動電壓，使采用小電感大電流的電機。采用小電感大電流的電機。二、步進電機的分類：二、步進電機的分類：按轉矩產生的原理可分為按轉矩產生的原理可分為: : 1.1.反應式步進電機反應式步進電機; ; 2. 2.永磁式步進電機永磁式步進電機; ; 3. 3.混合式步進電機；混合式步進電機；從電流的極性上可分為從電流的極性上可分為: : 1.1.單極性步進電機單極性步進電機; ; 2. 2.雙極性步進電機雙極性步進電機 從從控制繞組數量上可分為控制繞組數量上可分為: : 1.1.二相步進電機二相步進電機; ; 2.

10、2.三相步進電機三相步進電機; ; 3. 3.四相步進電機四相步進電機; ; 4. 4.五相步進電機五相步進電機; ; 5. 5.六相步進電機；六相步進電機； 從運動的型式上可分為：從運動的型式上可分為： 1.1.旋轉步進電機。旋轉步進電機。 2. 2.直線步進電機。直線步進電機。 3. 3.平面步進電機平面步進電機。 步進電動機是一種將電脈沖信號轉換成機步進電動機是一種將電脈沖信號轉換成機械角位移的電磁機械裝置。械角位移的電磁機械裝置。 具有較好的定位精度，具有較好的定位精度， 無漂移和無積累定位誤差的優(yōu)點，無漂移和無積累定位誤差的優(yōu)點， 能跟蹤一定頻率范圍的脈沖列，能跟蹤一定頻率范圍的脈沖

11、列， 可作同步電動機使用，廣泛地應用于各種小型自可作同步電動機使用，廣泛地應用于各種小型自動化設備及儀器。動化設備及儀器。三、工作原理三、工作原理1、永磁步進電機的結構原理（、永磁步進電機的結構原理（勵磁式勵磁式）FFNSSRA+B-A-B+iitt00AB(a)(b)圖1 永磁步進電機結構原理永磁步進電機的結構原理2 2、反應式步進電機工作原理、反應式步進電機工作原理CABBACii00tt0it (a) (b) 反應式步進電機結構原理圖 下面以反應式步進電機為例說明步進電機的下面以反應式步進電機為例說明步進電機的結構和工作原理。結構和工作原理。如下：如下：ABCIAIBIC 定子內圓周定子

12、內圓周均勻分布著六個均勻分布著六個磁極，磁極上有磁極，磁極上有勵磁繞組，每兩勵磁繞組，每兩個相對的繞組組個相對的繞組組成一相。轉子有成一相。轉子有四個齒。四個齒。定子定子轉子轉子CABBCA3412 A相繞組通電，相繞組通電，B、C相相不通電。由于在磁場作用下，不通電。由于在磁場作用下，轉子總是力圖旋轉到磁阻最轉子總是力圖旋轉到磁阻最小的位置，故在這種情況下，小的位置，故在這種情況下，轉子必然轉到左圖所示位置：轉子必然轉到左圖所示位置：1、3齒與齒與A、A極對齊。極對齊。CABBCA3412同理，同理，B相通電時，轉子會轉過相通電時，轉子會轉過30 角，角，2、4齒和齒和B、B 磁極軸線對齊；

13、當磁極軸線對齊；當C相通電時，轉子相通電時，轉子再轉過再轉過30 角，角，1、3齒和齒和C 、C磁極軸線對齊。磁極軸線對齊。1C342CABBA這種工作方式下，三個繞組依次通電一次為這種工作方式下，三個繞組依次通電一次為一個循環(huán)周期，一個循環(huán)周期包括三個工作脈沖，一個循環(huán)周期，一個循環(huán)周期包括三個工作脈沖，所以稱為三相單三拍工作方式。所以稱為三相單三拍工作方式。 按按AB C A 的順序給三相繞組的順序給三相繞組輪流通電，轉子便一步一步轉動起來。每一拍轉輪流通電，轉子便一步一步轉動起來。每一拍轉過過30( (步距角步距角) )，每個通電循環(huán)周期，每個通電循環(huán)周期( (3拍拍) )轉過轉過90(

14、 (一個齒距角一個齒距角) )。 按按AAB B BC C CA的順序給三相的順序給三相繞組輪流通電。繞組輪流通電。這種方式可以獲得更精確的控制這種方式可以獲得更精確的控制特性。特性。CABBCA3412CABBCA3412 A相通電，相通電，轉子轉子1 1、3 3齒與齒與A、A 對齊。對齊。 A、B相同時通電，相同時通電，A、A 磁極拉住磁極拉住1、3齒，齒，B、B 磁極拉住磁極拉住2、4齒，齒，轉子轉轉子轉過過15 ，到達左圖到達左圖所示位置。所示位置。CABBCA3412 B B 相通電，相通電，轉子轉子2、4齒與齒與B、B 對齊對齊, ,又轉又轉過過15 。3412CABBCA B、C

15、相同時通電，相同時通電，C 、C 磁極拉住磁極拉住1、3齒，齒，B、B 磁極拉住磁極拉住2、4齒，轉子再轉齒，轉子再轉過過15 。 三相反應式步進電動機的一個通電循環(huán)周三相反應式步進電動機的一個通電循環(huán)周期如下：期如下：AAB B BC C CA，每個循每個循環(huán)周期分為六拍。每拍轉子轉過環(huán)周期分為六拍。每拍轉子轉過15 （步距角），（步距角），一一個通電循環(huán)周期個通電循環(huán)周期( (6拍拍) )轉子轉過轉子轉過90 ( (齒距角齒距角) )。 與單三拍相比，六拍驅動方式的步進角更與單三拍相比，六拍驅動方式的步進角更小，更適用于需要精確定位的控制系統(tǒng)中。小，更適用于需要精確定位的控制系統(tǒng)中。 按按

16、AB BC CA的順序給三相繞組輪流通的順序給三相繞組輪流通電。每拍有兩相繞組同時通電電。每拍有兩相繞組同時通電。AB通電通電CABBCA3412BC通電通電3412CABBCACA通電通電CABBCA3412 與單三拍方式相似，雙三拍驅動時每個通電與單三拍方式相似，雙三拍驅動時每個通電循循環(huán)周期也分為三拍。每拍轉子轉過環(huán)周期也分為三拍。每拍轉子轉過30 ( (步距角步距角) )，一一個通電循環(huán)周期個通電循環(huán)周期( (3拍拍) )轉子轉過轉子轉過90 ( (齒距角齒距角) )。 從以上對步進電機三種驅動方式的分析可從以上對步進電機三種驅動方式的分析可得步距角計算公式：得步距角計算公式： 實用步

17、進電機的步距角多為實用步進電機的步距角多為3 和和1.5 。為了。為了獲得小步距角，電機的定子、轉子都做成多齒的，獲得小步距角，電機的定子、轉子都做成多齒的，相數相數m、轉子的齒數轉子的齒數z、通電方式系數通電方式系數k=拍數拍數/相數相數3 3、控制方式：、控制方式： 步進電機的控制方式一般可分為開環(huán)控制和反饋補償閉環(huán)控制,見下圖a和下圖b. 步進電機控制方式方向脈沖步進電機驅動器步進電機驅動器步進電機步進電機工作臺工作臺(a) 開環(huán)控制 比較、補償脈沖比較、補償脈沖脈沖混合器脈沖混合器步進電機驅步進電機驅動器動器步進電機步進電機指令指令工作臺工作臺位置測量位置測量(b) 反饋補償閉環(huán)控制4

18、 4、步進電機的接線圖、步進電機的接線圖步進電機與控制器連接框圖流-+12345614715819210311412513世紀星世紀星HNC-21XS30A+A-B+B-Z+Z-+5V+5VGNDGNDCP+CP-DIR+DIR-PUL+PUL-DIR+DIR-P1P2步進驅動器MS535BDACBDAC電機57HS13混合步進電機A+A-B+B- AC 30V華中數控PULSE/CW+PULSE/CW-DIR/CCW+DIR/CCW-RESET+RESET-READYREADYRDYTEMPFLTMOT.CURRSTEP1STEP2CURR.REDPULSE.SYSDC+DC-UVWPELN

19、PEWD3-007信號接口：PULSE+電機輸入控制脈沖信號；DIR+電機轉動方向控制信號；RESET+復位信號，用于封鎖輸入信號；READY+報警信號；PULSE-、DIR-、RESET-和READY-短接為公共地；狀態(tài)指示：RDY燈亮表示驅動器正常工作；TEMP燈亮表示驅動器超溫；FLT燈亮表示驅動器故障；功能選擇：MOT.CURR設置電機相電流；STEP1、STEP2設置電機每轉的步數；PULSE.SYS可設置成“脈沖和方向”控制方式；也可設置成“正轉和反轉”控制方式；CURR.RED用于設置半流功能；功率接口：DC+和DC-接制動電容 （用戶使用時請與代理商聯系）；U、V、W接電機動力

20、線，PE是地；L、N接供電電源；百格拉公司步進電機百格拉公司步進電機WD3-007WD3-007的面板接線的面板接線 控制信號說明：控制信號說明：PULSEPULSE：脈沖信號輸入端，每一個脈沖的上升沿使脈沖信號輸入端，每一個脈沖的上升沿使 電動機轉動一步。電動機轉動一步。DIRDIR：方向信號輸入端，如方向信號輸入端，如“DIR”DIR”為低電平，電機為低電平，電機 按順時針方向旋轉；按順時針方向旋轉； “ “DIR”DIR”為高電平電機為高電平電機按按 逆時針方向旋轉。逆時針方向旋轉。CWCW： 正轉信號，每個脈沖使電機正向轉動一步。正轉信號，每個脈沖使電機正向轉動一步。CCWCCW：反轉

21、信號，每個脈沖使電機反向轉動一步。反轉信號，每個脈沖使電機反向轉動一步。RESETRESET：復位信號，如復位信號為低電平時復位信號，如復位信號為低電平時, ,輸入脈沖信號起作輸入脈沖信號起作 用，如果復位信號為高電平時就禁止任何有效的脈沖，用，如果復位信號為高電平時就禁止任何有效的脈沖， 輸入信號無效，電機無保持扭矩。輸入信號無效，電機無保持扭矩。READDY:READDY: 輸入報警信號：輸入報警信號：READYREADY是繼電器開關，當驅動器正是繼電器開關，當驅動器正 常工作時繼電器閉合，當驅動器工作異常時繼電器常工作時繼電器閉合，當驅動器工作異常時繼電器 斷開。繼電器允許最高輸入電壓和

22、電流是：斷開。繼電器允許最高輸入電壓和電流是：3535VDCVDC， 10mAI200mA 10mAI200mA，電阻性負載。如用該繼電器，要電阻性負載。如用該繼電器，要 把他串聯到把他串聯到CNCCNC的某輸入端。當驅動器正常工作時的某輸入端。當驅動器正常工作時 繼電器閉合，外部繼電器閉合，外部2424VDCVDC通過繼電器輸入到通過繼電器輸入到CNCCNC輸入輸入 端，否則外部端，否則外部2424VDCVDC無法輸入到無法輸入到CNCCNC輸入端。輸入端。 注意：注意：PULSE+PULSE+與與CW+CW+，PULSE-PULSE-與與CW-CW-，DIR-DIR-與與CCW-CCW-對

23、應同一對應同一 個接線口，按控制方式不同給出的兩種定義名稱。個接線口，按控制方式不同給出的兩種定義名稱。本驅動器提供2-256細分，在步進電機步距角不能滿足使用的條件下，可采用細分驅動器來驅動步進電機，細分驅動器的原理是通過改變相鄰（A，B）電流的大小，以改變合成磁場的夾角來控制步進電機運轉的。 可以講細分驅動器是將脈沖拍數進行細分或將旋轉磁場進行數字化處理?？梢灾v細分驅動器是將脈沖拍數進行細分或將旋轉磁場進行數字化處理。是將磁場進行細分，其控制精度取決于步進電機自身精度的高低。不過也可根據是將磁場進行細分，其控制精度取決于步進電機自身精度的高低。不過也可根據不同廠家的步進電機進行修正，但這不

24、是一般驅動器生產廠家所能做到的。因此不同廠家的步進電機進行修正，但這不是一般驅動器生產廠家所能做到的。因此細分驅動器往往用在減少噪音和提高電機軸輸出的平穩(wěn)性上。細分驅動器往往用在減少噪音和提高電機軸輸出的平穩(wěn)性上。6 6、 M535M535步進電機驅動器細分設置步進電機驅動器細分設置1）按驅動器前面板表格將細分數設置為16,將電機設置為57HS13步進電動機的額定電流.撥碼開關細分數 SW5SW6 SW7 SW8 2 1 1 1 1 1 1 1 1 4 1 1 0 0 1 1 1 1 8 1 1 1 1 0 0 1 1 16 1 1 0 0 0 0 1 1 32 1 1 1 1 1 1 0 0

25、 64 1 1 0 0 1 1 0 0 128 1 1 1 1 0 0 0 0 256 1 1 0 0 0 0 0 02）.步進電機驅動器的電流選擇，撥碼開關1、2、3可以選擇驅動器的電流大小，下表不同的撥碼方式對應的電流大小也不同，通過下表可以看出其對應關系，撥碼開關 電流 SW1 SW2 SW3 1.3 1 1 1 1.6 0 1 1 1.9 1 0 1 2.2 0 0 1 2.5 1 1 0 2.9 0 1 0 3.2 1 0 0 3.5 0 0 0 步進電機由于靜止時的電流很大，所以一般驅動器都提供半流功能， （ 1）.首先將半流功能打開，讓驅動器帶電的情況下靜止30分 鐘，測出此時的

26、電機溫度，并記錄下來 （ 2）.待電機冷卻后，將半流功能關閉，讓驅動器帶電的情況 下靜止30分鐘，測出此時的電機溫度，并記錄下來，與 上次所測的溫度進行比較7、半流功能六、步進電機常見問題六、步進電機常見問題 步步進電機的細分技術實質上是一種電子阻尼技術（請進電機的細分技術實質上是一種電子阻尼技術（請參考有關文獻），其主要目的是減弱或消除步進電機的低參考有關文獻），其主要目的是減弱或消除步進電機的低頻振動，提高電機的運轉精度只是細分技術的一個附帶功頻振動，提高電機的運轉精度只是細分技術的一個附帶功能。比如對于步進角為能。比如對于步進角為1.8 的兩相混合式步進電機，如的兩相混合式步進電機，如果

27、細分驅動器的細分數設置為果細分驅動器的細分數設置為4，那么電機的運轉分辨率為，那么電機的運轉分辨率為每個脈沖每個脈沖0.45，電機的精度能否達到或接近，電機的精度能否達到或接近0.45，還，還取決于細分驅動器的細分電流控制精度等其它因素。不同取決于細分驅動器的細分電流控制精度等其它因素。不同廠家的細分驅動器精度可能差別很大；細分數越大精度越廠家的細分驅動器精度可能差別很大；細分數越大精度越難控制。難控制。1 1、細分驅動器的細分數是否能代表精度、細分驅動器的細分數是否能代表精度? ? 步進電機低速轉動時振動和噪聲大是其固有的缺點，步進電機低速轉動時振動和噪聲大是其固有的缺點，一般可采用以下方案

28、來克服：一般可采用以下方案來克服：A.A.如步進電機正好工作在共振區(qū)，可通過改變減速比等機如步進電機正好工作在共振區(qū)，可通過改變減速比等機械傳動避開共振區(qū)；械傳動避開共振區(qū)；B.B.采用帶有細分功能的驅動器，這是最常用的、最簡便的采用帶有細分功能的驅動器，這是最常用的、最簡便的方法；方法；C.C.換成步距角更小的步進電機，如三相或五相步進電機；換成步距角更小的步進電機，如三相或五相步進電機；D.D.換成交流伺服電機，幾乎可以完全克服震動和噪聲，但換成交流伺服電機，幾乎可以完全克服震動和噪聲，但成本較高；成本較高；E.E.在電機軸上加磁性阻尼器，市場上已有這種產品，但機在電機軸上加磁性阻尼器，市

29、場上已有這種產品，但機械結構改變較大。械結構改變較大。 2 2、如何克服兩相混合式步進電機在低速運轉、如何克服兩相混合式步進電機在低速運轉 時的振動和噪聲時的振動和噪聲? ? 1.電機不運轉 1） 驅動器無供電電壓 2） 驅動器保險絲熔斷 3） 驅動器報警(過電壓、欠電壓、過電流、過熱) 4） 驅動器與電機連線斷線 5） 系統(tǒng)參數設置不當 6） 驅動器使能信號被封鎖 7） 接口信號線接觸不良 8） 驅動器電路故障 9） 電機卡死或者出現故障 10）電動機生銹 11）指令脈沖太窄、頻率過高、脈沖電平太低七、步進電機常見故障及分析： 2.電機起動后堵轉 1）指令頻率太高 2）負載轉矩太大 3）加速

30、時間太短 4）負載慣量太大 5）電源電壓降低 3.3.電機運轉不均勻，有抖動電機運轉不均勻，有抖動 1） 指令脈沖不均勻 2） 指令脈沖太窄 3） 指令脈沖電平不正確 4） 指令脈沖電平與驅動器不匹配 5） 脈沖信號存在噪聲 6） 脈沖頻率與機械發(fā)生共振 4. 4. 電機運轉不規(guī)則，正反轉地搖擺電機運轉不規(guī)則，正反轉地搖擺 1） 指令脈沖頻率與電機發(fā)生共振 2） 外部干擾 5. 5. 電機定位不準電機定位不準 1） 加減速時間太小 2） 存在干擾噪聲 3）系統(tǒng)屏蔽不良 6 . 電機過熱：電機過熱： 1） 工作環(huán)境過于惡劣，環(huán)境溫度過高 2） 參數選擇不當，如電流過大，超過相電流 3） 電壓過高

31、 7. 工作過程中停車： 1） 驅動電源故障 2） 電動機線圈匝間短路或接地 3） 繞組燒壞 4） 脈沖發(fā)生電路故障 5） 雜物卡住 8. 噪聲大 1） 電機運行在低頻區(qū)或共振區(qū) 2） 純慣性負載、短程序、正反轉頻繁 3） 混合式或永磁式轉子磁鋼退磁后以單 步運行或在失步區(qū) 9. 失步或者多步 1） 負載過大，超過電動機的承載能力 2） 負載忽大忽小 3） 負載的轉動慣量過大，啟動時失步、停車時 過沖 4） 傳動間隙大小不均 5） 傳動間隙產生的零件有彈性變形 6） 電動機工作在震蕩失步區(qū) 7） 電路總清零使用不當 8） 干擾 9） 定、轉子相檫 10. 無力或者是出力降低無力或者是出力降低

32、1） 驅動電源故障 2） 電動機繞組內部發(fā)生錯誤 3） 電動機繞組碰到機殼，發(fā)生相間短路或者 線頭脫落 4） 電動機軸斷 5） 電動機定子與轉子之間的氣隙過大 6） 電源電壓過低 11.不能啟動不能啟動 1） 工作方式不對 2） 驅動電路故障 3） 遙控時，線路壓降過大 4） 安裝不正確，或電動機本身軸承、止口等故障使電動機不轉 5） N 、S極接錯 6） 長期在潮濕場所存放，造成電動機部分生銹八、步進電機的選擇八、步進電機的選擇 步進電機有步距角（涉及到相數）、靜轉矩、步進電機有步距角（涉及到相數）、靜轉矩、及電流三大要素組成。一旦三大要素確定，步進及電流三大要素組成。一旦三大要素確定，步進

33、電機的型號便確定下來了。電機的型號便確定下來了。 電機的步距角取決于負載精度的要求，將負載的電機的步距角取決于負載精度的要求，將負載的 最最小分辨率（當量）換算到電機軸上，每個當量電機應走小分辨率（當量）換算到電機軸上，每個當量電機應走多少角度（包括減速）。電機的步距角應等于或小于此多少角度（包括減速）。電機的步距角應等于或小于此角度。目前市場上步進電機的步距角一般有角度。目前市場上步進電機的步距角一般有0.360.36度度/0.72/0.72度（五相電機）、度（五相電機）、0.90.9度度/1.8/1.8度（二、四相電機）、度（二、四相電機）、1.51.5度度/3/3度度 （三相電機）等。（

34、三相電機）等。 1 1、步距角的選擇、步距角的選擇 步進電機的動態(tài)力矩一下子很難確定，我步進電機的動態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機的靜力矩。靜力矩選擇的依們往往先確定電機的靜力矩。靜力矩選擇的依據是電機工作的負載，而負載可分為慣性負載據是電機工作的負載，而負載可分為慣性負載和摩擦負載二種。單一的慣性負載和單一的摩和摩擦負載二種。單一的慣性負載和單一的摩擦負載是不存在的。直接起動時（一般由低速）擦負載是不存在的。直接起動時（一般由低速）時二種負載均要考慮，加速起動時主要考慮慣時二種負載均要考慮，加速起動時主要考慮慣性負載，恒速運行進只要考慮摩擦負載。一般性負載，恒速運行進只要考慮摩擦負

35、載。一般情況下，靜力矩應為摩擦負載的情況下，靜力矩應為摩擦負載的2-32-3倍內好，倍內好，靜力矩一旦選定，電機的機座及長度便能確定靜力矩一旦選定，電機的機座及長度便能確定下來（幾何尺寸）下來（幾何尺寸） 2 2）靜力矩的選擇）靜力矩的選擇 靜力矩一樣的電機，由于電流參數不同，其運行特性差別很大，靜力矩一樣的電機，由于電流參數不同，其運行特性差別很大，可依據矩頻特性曲線圖，判斷電機的電流（參考驅動電源、及驅動電可依據矩頻特性曲線圖，判斷電機的電流（參考驅動電源、及驅動電壓）壓） 供電電源電流一般根據驅動器的輸出相電流供電電源電流一般根據驅動器的輸出相電流I來確定。如果采用來確定。如果采用線性電

36、源，電源電流一般可取線性電源，電源電流一般可取I 的的1.11.3倍；如果采用開關電源，倍；如果采用開關電源，電源電流一般可取電源電流一般可取I 的的1.52.0倍。倍。3 3）電流的選擇）電流的選擇4）力矩與功率換算 步進電機一般在較大范圍內調速使用、其功率是步進電機一般在較大范圍內調速使用、其功率是變化的，一般只用力矩來衡量，力矩與功率換算如下：變化的，一般只用力矩來衡量，力矩與功率換算如下： P= P= M =2M =2n/60 P=2nM/60 n/60 P=2nM/60 其其P P為功率單位為為功率單位為瓦，瓦，為每秒角速度，單位為弧度，為每秒角速度，單位為弧度，n n為每分鐘轉速，

37、為每分鐘轉速，M M為力矩單位為牛頓為力矩單位為牛頓米米 P=2fM/400(P=2fM/400(半步工作）半步工作） 其其中中f f為每秒脈沖數（簡稱為每秒脈沖數（簡稱PPS) PPS) 5）電壓的確定電壓的確定 混合式步進電機驅動器的供電電源電壓一般是一個混合式步進電機驅動器的供電電源電壓一般是一個較寬的范圍（比如較寬的范圍（比如IM483的供電電壓為的供電電壓為1248VDC），），電源電壓通常根據電機的工作轉速和響應電源電壓通常根據電機的工作轉速和響應要求來選擇。如果電機工作轉速較高或響應要求較快，要求來選擇。如果電機工作轉速較高或響應要求較快，那么電壓取值也高，但注意電源電壓的紋波不

38、能超過驅那么電壓取值也高，但注意電源電壓的紋波不能超過驅動器的最大輸入電壓，否則可能損壞驅動器。動器的最大輸入電壓，否則可能損壞驅動器。6 6）應用中的注意點）應用中的注意點 （2 2）步進電機最好不使用整步狀態(tài)，整步）步進電機最好不使用整步狀態(tài)，整步 狀態(tài)時振動大。狀態(tài)時振動大。（1 1）步進電機應用于低速場合）步進電機應用于低速場合-每分鐘轉速不超每分鐘轉速不超 過過10001000轉，（轉，（0.90.9度時度時66666666PPS)PPS)，最好在最好在1000-1000- 3000 3000PPS(0.9PPS(0.9度）間使用，可通過減速裝置使其度）間使用，可通過減速裝置使其 在

39、此間工作，此時電機工作效率高，噪音低。在此間工作，此時電機工作效率高，噪音低。 （3 3）只有標稱為）只有標稱為1212V V電壓的電機使用電壓的電機使用1212V V外，其他外，其他電機的電壓值不是驅動電壓伏值電機的電壓值不是驅動電壓伏值 ，可根據驅動，可根據驅動器選擇驅動電壓（建議：器選擇驅動電壓（建議：5757BYGBYG采用直流采用直流2424V-V-36V36V，86BYG86BYG采用直流采用直流5050V,110BYGV,110BYG采用高于直流采用高于直流8080V V），），當然當然1212伏的電壓除伏的電壓除1212V V恒壓驅動外也可恒壓驅動外也可以采用其他驅動電源，以采

40、用其他驅動電源， 不過要考慮溫升。不過要考慮溫升。 （4 4）轉動慣量大的負載應選擇大機座號電機。）轉動慣量大的負載應選擇大機座號電機。 （6 6）高精度時，應通過機械減速、提高電機）高精度時，應通過機械減速、提高電機 速度速度, ,或采用高細分數的驅動器來解決，也或采用高細分數的驅動器來解決，也 可以采用可以采用5 5相電機。相電機。（5 5）電機在較高速或大慣量負載時，一般不在）電機在較高速或大慣量負載時，一般不在 工作速度起動，而采用逐漸升頻提速：工作速度起動，而采用逐漸升頻提速： 一電機不失步，一電機不失步， 二可以減少噪音同時可以提高停止的定二可以減少噪音同時可以提高停止的定 位精度。位精度。 7 7）電機不應在振動區(qū)內工作，如若必須可通）電機不應在振動區(qū)內工作，如若必須可通 過改變電壓、電流或加一些阻尼的解決。過改變電壓、電流或加一些阻尼的解決。 8 8）電機在）電機在600600PPSPPS（0.90.9度）以下工作