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步进马达的常见故障及工作原理.docx

更新时间:2023-10-05 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

步进马达的常见故障及工作原理步进马达是将电脉冲讯号转变为角位移或线位移的开环控制元步进马达件。在非超员的情况下,马达的怠速、停止的位置只取决于脉冲讯号的频度和脉冲数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲讯号,它就驱动步进马达按设定的方向转动一个固定的角度,称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,进而达到确切定位的目的;同时可以通过控制脉冲频度来控制马达转动的速率和加速度,进而达到调速的目的。步进马达的分类:步进马达分永磁式(PM)、反应式(VR)、混合式(HR)三种。永磁式通常为二相,力矩和容积都很小,步距角通常为7.5或15;反应式通常为单相,实现大扭矩输出,步距角为1.5;混和式兼顾永磁式和反应式的优点,分二相和五相,二相步距角为1.8,无相步距角为0.72。步进马达的工作原理:步进马达是一种感应马达,它的工作原理是借助电子电路,将直流电弄成分时供电的,多相时序控制电压,用这些电压为步进马达供电,步进马达能够正常工作,驱动器就是为步进马达分时供电的,多相时序控制器即使步进马达已被广泛地应用,但步进马达并不能象普通的直流马达,交流马达在常规下使用。tLU物理好资源网(原物理ok网)

它必须由双环型脉冲讯号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。为此用好步进马达却非易事,它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。步进马达作为执行器件,是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各类手动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展,步进马达的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。步进马达的主要特点步进马达必须加驱动才可以运转,驱动讯号必须为脉冲讯号,没有脉冲的时侯,步进马达静止,果加入适当的脉冲讯号,都会以一定的角度(称为步角)转动。转动的速率和脉冲的频度成反比。腾龙版步进马达的步进角度为7.5度,一圈360须要48个脉冲完成。改变脉冲的次序,可以便捷的改变转动的方向。因而,目前复印机,绘图仪,机器人,等等设备都以步进马达为动力核心。一、步进马达的基本特征1、步进电动机工作时每相定子不是恒定地通电,而是按一定的规律轮流通电。2、每输入一个脉冲联通号定子转过的角度称为步距角。3、步进马达可以按特定指令进行角度控制,也可以进行速率控制。角度控制时,每输入一个脉冲,转子定子就换接一次,输出轴就转过一个角度,其步数与脉冲数一致,输出轴转动的角位移量与输入脉冲成反比。速率控制时,步进马达定子中送入的是连续脉冲,各相定子不断地轮流通电,步进马达连续动转步进电机电流过大,它的怠速与脉冲频度成反比。tLU物理好资源网(原物理ok网)

改变通电次序,即改变转子磁场旋转方向,就可以控制马达正转或是反转。4、步进马达具有自锁能力。当控制脉冲停止输入,而让最后一个脉冲控制的定子继续通直流电时,则马达可以保持在固定的位置上,即停在最后一个脉冲控制的角位移的终点位置上,这样,步进马达可以实现停车时定子定位。二、步进电动机为何会失步?1、转子的加速度慢于步进马达的旋转磁场,也即是高于换相速率而形成的。这是由于输入马达的电能不足,在步进马达中形成的同步扭矩无法令定子速率追随转子磁场的旋转速率,进而导致失步。而且但凡比这时频度高的工作频度都必定失步。这些失步说明了步进马达的拖动能力不够。一旦降低负载,或则提升定子的激磁电压,则有可能克服失步。2、转子的平均速率低于转子磁场的平均旋转速率。这时转子通电激磁的时间较长,小于定子步进一步所需的时间,则定子在步进过程中获得了过多的能量,因而形成前冲和后冲的摆动振荡。当振荡足够严重时就造成失步。三、如何让马达保持力矩保持力矩是指步进马达通电但没有转动时,转子锁住定子的转矩。它是步进马达最重要的参数之一,一般步进马达在低速时的扭矩接近保持力矩。因为步进马达的输出扭矩随速率的减小而不断衰减,输出功率也随速率的减小而变化,所以保持力矩就成为了评判步进马达最重要的参数之一。tLU物理好资源网(原物理ok网)

例如步进电机电流过大,当人们说2N.m的步进马达,在没有特殊说明的情况下是指保持力矩为2N.m的步进马达。四、步进电动机为何会失步1、转子的加速度慢于步进马达的旋转磁场,也即是高于换相速率而形成的。这是由于输入马达的电能不足,在步进马达中形成的同步扭矩无法令定子速率追随转子磁场的旋转速率,进而导致失步。而且但凡比这时频度高的工作频度都必定失步。这些失步说明了步进马达的拖动能力不够。一旦降低负载,或则提升定子的激磁电压,则有可能克服失步。2、转子的平均速率低于转子磁场的平均旋转速率。这时转子通电激磁的时间较长,小于定子步进一步所需的时间,则定子在步进过程中获得了过多的能量,因而形成前冲和后冲的摆动振荡。当振荡足够严重时就造成失步。五、步进电动机振荡的诱因1、振荡是步进马达在工作时存在的通常现象,但严重的振荡会导致失步。振荡的缘由有多种,其中主要的缘由有步进马达处于低频单步运行;步进马达的换相频度和定子的特点频度、倍特点频度、分数特点频度相等;步进马达忽然停车等情况。2、当步进马达进行单步旋转时,其工作频度必将处于低频区。在开始工作时,定子在磁场扭矩的作用下加速转动,当定子转入新的平衡点时其速率一直相当高,因而冲过了平衡稳定点形成过冲。tLU物理好资源网(原物理ok网)

面包车一方面往前过冲,当定子速率减到为零时,因为磁场拉扭矩的作用则反向冲向平衡点,又产生反向过冲。因为机械摩擦扭矩及电磁转矩的作用。产生一个衰减震动过程。最后,定子则稳定停在平衡点。六、实际应用中对步进马达有什么要求1、步进马达在电脉冲的控制下能迅速起动、正反转、停转及在很宽的范围内进行怠速调节;2、加工精度高,即要求一个脉冲对应的位移量小,并要确切、均匀。这就要求步进马达步距小,步距精度高,不得丢步或是过冲;3、动作快速。即除了起动、停步、反转快,并能连续高速运转以提升劳动生丰度;4、输出扭矩大,可直接推动负载。如:步进马达只响不转的问题怎样解决?1、检查线路,倘若是第一次接线,一定要确认好马达的相位线,或则根据图纸接线。驱动器的接线注意参考一楼的说法,别接错;假如是正在使用的马达出现这个问题,先检测马达线路是否有损坏和断掉,假如断开,也会导致你说的情况。2、检查负载,负载过重造成,马达脱开负载检测。3、检查输入脉冲的频度,步进马达的输入频度不能过低,过高时也会造成马达只响不转。tLU物理好资源网(原物理ok网)

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