步進(jìn)電機(jī)的常見故障及工作原理

1、步進(jìn)電機(jī)的常見故障及工作原理步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。?識。 ?步進(jìn)電機(jī)的分類：? 步進(jìn)電機(jī)分永磁式（ PM）、反應(yīng)式（ VR）、混合式（ HR）三種。永磁式一般為二相，轉(zhuǎn)矩和體積都很小，步距角一般

2、為或 15；反應(yīng)式一般為三相，實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步距角為；混合式兼具永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點，分二相和五相，二相步距角為，無相步距角為。? 步進(jìn)電機(jī)的工作原理：? 步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)， 它的工作原理是利用電子電路， 將直流電變成分時供電的， 多相時序控制電流，用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才能正常工作，驅(qū)動器就是為步進(jìn)電機(jī)分時供電的，多相時序控制器 ? 雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用， 但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī)， 交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計算機(jī)等許多專業(yè)知識。? 步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行

3、元件， 是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一 ,? 廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)中。 隨著微電子和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)的主要特性 ?1?步進(jìn)電機(jī)必須加驅(qū)動才可以運轉(zhuǎn)， ?驅(qū)動信號必須為脈沖信號，沒有脈沖的時候，?步進(jìn)電機(jī)靜止， ?如果加入適當(dāng)?shù)拿}沖信號，?就會以一定的角度（稱為步角）轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動的速度和脈沖的頻率成正比。? 2?騰龍版步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角度為 ?度，一圈 360?度， ?需要 48?個脈沖完成。? 3?步進(jìn)電機(jī)具有瞬間啟動和急速停止的優(yōu)越特性。? 4?改變脈沖的順序， ?可以方便的改變轉(zhuǎn)動的方向。? 因此，目前打印機(jī)，繪圖儀，機(jī)器人，

4、等等設(shè)備都以步進(jìn)電機(jī)為動力核心。一、步進(jìn)電機(jī)的基本特點 ?1、步進(jìn)電動機(jī)工作時每相繞組不是恒定地通電，而是按一定的規(guī)律輪流通電。?2、每輸入一個脈沖電信號轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度稱為步距角。?3、步進(jìn)電機(jī)可以按特定指令進(jìn)行角度控制，也可以進(jìn)行速度控制。角度控制時，每輸入一個脈沖，定子繞組就換接一次，輸出軸就轉(zhuǎn)過一個角度，其步數(shù)與脈沖數(shù)一致，輸出軸轉(zhuǎn)動的角位移量與輸入脈沖成正比。速度控制時，步進(jìn)電機(jī)繞組中送入的是連續(xù)脈沖，各相繞組不斷地輪流通電，步進(jìn)電機(jī)連續(xù)動轉(zhuǎn)，它的轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變通電順序，即改變定子磁場旋轉(zhuǎn)方向，就可以控制電機(jī)正轉(zhuǎn)或是反轉(zhuǎn)。?4、步進(jìn)電機(jī)具有自鎖能力。當(dāng)控制脈沖停止輸入，而讓

5、最后一個脈沖控制的繞組繼續(xù)通直流電時，則電機(jī)可以保持在固定的位置上，即停在最后一個脈沖控制的角位移的終點位置上，這樣，步進(jìn)電機(jī)可以實現(xiàn)停車時轉(zhuǎn)子定位。 ?二、步進(jìn)電動機(jī)為什么會失步?1、轉(zhuǎn)子的加速度慢于步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場，也即是低于換相速度而產(chǎn)生的。這是因為輸入電機(jī)的電能不足，在步進(jìn)電機(jī)中產(chǎn)生的同步力矩?zé)o法令轉(zhuǎn)子速度跟隨定子磁場的旋轉(zhuǎn)速度，從而引起失步。并且凡是比這時頻率高的工作頻率都必將失步。這種失步說明了步進(jìn)電機(jī)的拖動能力不夠。一旦減少負(fù)載，或者提高繞組的激磁電流，則有可能克服失步。?2、轉(zhuǎn)子的平均速度高于定子磁場的平均旋轉(zhuǎn)速度。這時定子通電激磁的時間較長，大于轉(zhuǎn)子步進(jìn)一步所需的時間，則轉(zhuǎn)

6、子在步進(jìn)過程中獲得了過多的能量，從而產(chǎn)生前沖和后沖的擺動振蕩。當(dāng)振蕩足夠嚴(yán)重時就導(dǎo)致失步。 ?三、如何讓電機(jī)保持轉(zhuǎn)矩?保持轉(zhuǎn)矩是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒有轉(zhuǎn)動時，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。它是步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一，通常步進(jìn)電機(jī)在低速時的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。?由于步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以保持轉(zhuǎn)矩就成為了衡量步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一。比如，當(dāng)人們說的步進(jìn)電機(jī)，在沒有特殊說明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為的步進(jìn)電機(jī)。 ?四、步進(jìn)電動機(jī)為什么會失步?1、轉(zhuǎn)子的加速度慢于步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場，也即是低于換相速度而產(chǎn)生的。這是因為輸入電機(jī)的電能不足，在步進(jìn)電機(jī)中產(chǎn)生的同步力

7、矩?zé)o法令轉(zhuǎn)子速度跟隨定子磁場的旋轉(zhuǎn)速度，從而引起失步。并且凡是比這時頻率高的工作頻率都必將失步。這種失步說明了步進(jìn)電機(jī)的拖動能力不夠。一旦減少負(fù)載，或者提高繞組的激磁電流，則有可能克服失步。?2、轉(zhuǎn)子的平均速度高于定子磁場的平均旋轉(zhuǎn)速度。這時定子通電激磁的時間較長，大于轉(zhuǎn)子步進(jìn)一步所需的時間，則轉(zhuǎn)子在步進(jìn)過程中獲得了過多的能量，從而產(chǎn)生前沖和后沖的擺動振蕩。當(dāng)振蕩足夠嚴(yán)重時就導(dǎo)致失步。 ?五、步進(jìn)電動機(jī)振蕩的原因?1、振蕩是步進(jìn)電機(jī)在工作時存在的一般現(xiàn)象，但嚴(yán)重的振蕩會引起失步。振蕩的原因有多種，其中主要的原因有步進(jìn)電機(jī)處于低頻單步運行 ; 步進(jìn)電機(jī)的換相頻率和轉(zhuǎn)子的特征頻率、 倍特征頻率、

8、分?jǐn)?shù)特征頻率相等 ; 步進(jìn)電機(jī)突然停車等情況。 ?2、當(dāng)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行單步旋轉(zhuǎn)時，其工作頻率必定處于低頻區(qū)。在開始工作時，轉(zhuǎn)子在磁場力矩的作用下加速轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到新的平衡點時其速度仍然相當(dāng)高，從而沖過了平衡穩(wěn)定點產(chǎn)生過沖。車子一方面向前過沖，當(dāng)轉(zhuǎn)子速度減到為零時，由于磁場拉力矩的作用則反向沖向平衡點，又形成反向過沖。由于機(jī)械磨擦力矩及電磁力矩的作用。形成一個衰減振動過程。最后，轉(zhuǎn)子則穩(wěn)定停在平衡點。?六、實際應(yīng)用中對步進(jìn)電機(jī)有哪些要求?1、步進(jìn)電機(jī)在電脈沖的控制下能迅速起動、正反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)及在很寬的范圍內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié);?2、加工精度高，即要求一個脈沖對應(yīng)的位移量小，并要準(zhǔn)確、均勻。這就要求步進(jìn)電機(jī)步距小，步距精度高，不得丟步或是過沖;?3、動作快速。即不僅起動、停步、反轉(zhuǎn)快，并能連續(xù)高速運轉(zhuǎn)以提高勞動生產(chǎn)率;?4、輸出轉(zhuǎn)矩大，可直接帶動負(fù)載。?如：步進(jìn)電機(jī)只響不轉(zhuǎn)的問題如何解決？1、檢查線路，如果是第一次接線，一定要確認(rèn)好電機(jī)的相位線，或者按照圖紙接線。驅(qū)