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發(fā)布時(shí)間:2020-12-12 05:17  
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在需要隨時(shí)了解機(jī)器準(zhǔn)確位置的應(yīng)用中,步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)有重要差別。在通過步進(jìn)電機(jī)控制的開環(huán)運(yùn)動(dòng)應(yīng)用中,控制系統(tǒng)認(rèn)為電機(jī)始終處于正確的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。不過,在遇到問題以后,比如因?yàn)椴考ㄗ《鴮?dǎo)致電機(jī)失速,控制器就無法了解機(jī)器的實(shí)際位置,從而導(dǎo)致失位。但正因?yàn)槭情_環(huán)控制,負(fù)載位置對(duì)控制回路沒有反饋,步進(jìn)電機(jī)就必須正確響應(yīng)每次勵(lì)磁變化。伺服電機(jī)本身的閉環(huán)系統(tǒng)具有一個(gè)優(yōu)勢(shì):如果其被一個(gè)物體卡住,會(huì)立刻檢測(cè)到。機(jī)器會(huì)停止操作, 始終不會(huì)失位。

步進(jìn)電機(jī)失步(丟步)的原因和對(duì)策
步進(jìn)電機(jī)可以根據(jù)脈沖數(shù)和脈沖頻率來對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)開環(huán)控制位置和速度,是一種便宜、簡單好用的控制類電機(jī),在自動(dòng)化控制領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。但由于步進(jìn)電機(jī)不是閉環(huán)控制,選型或者使用不當(dāng),也會(huì)容易出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)失步,也叫步進(jìn)電機(jī)丟步,也就是步進(jìn)電機(jī)沒有按照指令到達(dá)應(yīng)該到達(dá)的位置,讓工程師們很是苦惱。那么,步進(jìn)電機(jī)失步的原因是什么?二是驅(qū)動(dòng)器(信號(hào)放大器),它除了對(duì)電脈沖信號(hào)進(jìn)行放大、驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)以外,還可以通過它改善步進(jìn)電機(jī)的使用性能,事實(shí)上它在步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)中起著重要的作用,一般一種步進(jìn)電機(jī)可以根據(jù)不同的工況具有多種驅(qū)動(dòng)器。可以采取哪些對(duì)策來避免失步呢?
步進(jìn)電機(jī)失步的原因有很多,在實(shí)際應(yīng)用過程中,需要采取排除法一一分析,才能夠找出失步的真正原因,一般導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)失步的原因是下面幾種:
1.步進(jìn)電機(jī)本身工作力矩不夠,沒有足夠能力帶動(dòng)負(fù)載;
失步和過沖現(xiàn)象分別出現(xiàn)在步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)和停止的時(shí)候。一般情況下,系統(tǒng)的極限啟動(dòng)頻率比較低,而要求的運(yùn)行速度往往比較高。如果系統(tǒng)以要求的運(yùn)行速度直接啟動(dòng),因?yàn)樵撍俣纫呀?jīng)超限,啟動(dòng)頻率而不能正常啟動(dòng),起則發(fā)生丟步,重則根本不能啟動(dòng),產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)。因此,在步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)中,如何防止失步和過沖是開環(huán)控制系統(tǒng)能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵。系統(tǒng)運(yùn)行起來后,如果達(dá)到終點(diǎn)時(shí)立即停止發(fā)送脈沖,令其立即停止,則由于系統(tǒng)慣性的作用,步進(jìn)電機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)過控制器所希望的平衡位置。
為了克服步進(jìn)失步和過沖現(xiàn)象,應(yīng)該在啟動(dòng)停止時(shí)加入適當(dāng)?shù)募訙p速控制。我們一般采用:運(yùn)動(dòng)控制卡作上位控制單元、具有控制功能的PLC作上位控制單元、單片機(jī)作上位控制單元來控制運(yùn)動(dòng)加減速可以克服失步過沖現(xiàn)象。
步進(jìn)電機(jī)的勵(lì)磁方式一般分為1相勵(lì)磁、2相勵(lì)磁、1-2相勵(lì)磁。
1相勵(lì)磁時(shí),步進(jìn)電動(dòng)機(jī)按A→B→A→B方式循環(huán)通電,每次只對(duì)一相通電,磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一周需要換相4次,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒距角。其通電方式較為簡單,轉(zhuǎn)矩較小。勵(lì)磁方式見下表。
2相勵(lì)磁時(shí),每次對(duì)兩相同時(shí)通電,磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一周需要換相4次,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒距角。在雙三拍工作方式中,步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)的通電順序?yàn)椋篈B→A的反B→AB的反→B的反A;反轉(zhuǎn)的通電順序?yàn)椋?
BA→AB的反→AB的反→BA的反。雙三拍工作方式的優(yōu)點(diǎn)是:
可產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩,不易產(chǎn)生失步。勵(lì)磁方式見下表。
1-2相勵(lì)磁是1相勵(lì)磁和2相勵(lì)磁交替使用的方法。磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一周需要換相8次,轉(zhuǎn)子才轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角,屬于半步的方式,也就是說1-2相勵(lì)磁時(shí)的步距角比前兩種方式