步進電機的導程

2023-01-30 00:54:07 字數 1776 閱讀 3282

1、導程:指同一螺旋線上相鄰兩牙對應點的軸向距離。用代號s表示。

  它與螺距不同,螺距指的是螺紋上相鄰兩牙對應點的軸向距離,代號是p。單線螺紋的導程等於螺距,多線螺紋的導程等於頭數(n)乘於螺距,即   s=np

2、步進電動機失步原因分析及解決辦法

步進電機與交、直流伺服電機相比,在低速執行時有較大雜訊和振動,在過載或高轉速執行時會產生失步現象。因此利用步進電機控制工具機的進給運動,限制了數控工具機的精度和可靠性。但由於步進電機與驅動電路組成的開環數控系統,因其簡單的結構、低廉的**和可靠的效能,在經濟型數控工具機中得到了廣泛的應用,在我國工具機行業的數控化程序中占有重要的地位。

步進電機經常被用於精確定位的場合,因而保證步進電機不發生失步至關重要。

步進電動機正常工作時,每接收乙個控制脈衝就移動乙個步距角,即前進一步。實際上步進電機每走一步,轉子的角位移與設計的步距角有一定的步距誤差。若連續地輸入控制脈衝,電動機就相應地連續轉動,上述步距誤差形成累積值。

但因為轉子轉過一圈後,又回至上一轉的穩定位置,因此,步距誤差不會無限累積。步進電動機失步包括丟步和越步。丟步時,轉子前進的步數小於脈衝數;越步時,轉子前進的步數多於脈衝數。

一次丟步和越步的步距數等於執行拍數的整數倍。丟步嚴重時,將使轉子停留在乙個位置上或圍繞乙個位置振動,越步嚴重時,工具機將發生過衝。

失步原因的分析及解決方法:

(1)轉子的速度慢於步進電動機的旋轉磁場速度

轉子的速度慢於步進電動機的旋轉磁場速度,即低於換相速度時,步進電動機會產生失步。這是因為輸入電動機的電能不足,在步進電動機中產生的同步力矩無法使轉子速度跟隨定子磁場的旋轉速度,從而引起失步。由於步進電動機的動態輸出轉矩隨著連續執行頻率的上公升而降低,因而,凡是高於該頻率的工作頻率都將產生丟步。

這種失步說明步進電動機的轉矩不足,拖動能力不夠。解決方法:①使步進電動機本身產生的電磁轉矩增大。

為此可在額定電流範圍內適當加大驅動電流;在高頻範圍轉矩不足時,可適當提高驅動電路的驅動電壓;改用轉矩大的步進電動機等。②使步進電動機需要克服的轉矩減小。為此可適當降低電動機執行頻率,以便提高電動機的輸出轉矩;設定較長的加速時間,以使轉子獲得足夠的能量。

(2)轉子的平均速度高於定子磁場的平均旋轉速度

轉子的平均速度高於定子磁場的平均旋轉速度,這時定子通電勵磁的時間較長,大於轉子步進一步所需的時間,則轉子在步進過程中獲得了過多的能量,使得步進電動機產生的輸出轉矩增大,從而使電動機越步。當用步進電動機驅動那些使負載向下動作的機構時,更容易產生越步現象,這是因為負載向下運動時,電動機所需的轉矩減小。解決方法是減小步進電動機的驅動電流,以降低步進電動機的輸出轉矩。

(3)步進電動機及所帶負載存在慣性

由於步進電動機自身及所帶負載存在慣性,使得電動機在工作過程中不能立即起動和停止,而是在起動時出現丟步,在停止時發生越步。解決方法:通過乙個加速和減速過程,即以較低的速度起動,而後逐漸加速到某一速度執行,再逐漸減速直至停止。

進行合理、平滑的加減速控制是保證步進驅動系統可靠、高效、精確執行的關鍵。在實際應用中,由於起動頻率比執行頻率低得多,通常採用自動公升降頻的方式,先在低頻下使步進電機起動,然後逐漸公升至執行頻率。當需要步進電機停轉進,先將脈衝訊號的頻率逐漸降低至起動頻率以下,再停止輸入脈衝,步進電機才能不失步地準確停止。

(4)步進電動機產生共振

共振也是引起失步的乙個原因。步進電動機處於連續執行狀態時,如果控制脈衝的頻率等於步進電動機的固有頻率,將產生共振。在乙個控制脈衝週期內,振動得不到充分衰減,下乙個脈衝就來到,因而在共振頻率附近動態誤差最大會導致步進電動機失步。

解決方法:適當減小步進電動機的驅動電流;採用細分驅動方法;採用阻尼方法,包括機械阻尼法。以上方法都能有效消除電動機振盪,避免失步現象發生。

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