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步进电机发生振荡、失步现象及对策

信息来源:深圳市胜赢科技有限公司    添加时间:2018-05-21
一、振荡
步进电机的振荡现象主要发生于:步进电机工作在低频区;步进电机工作在共振区;步进电机突然停车时。
低频共振:
当步进电机的脉冲频率接近步进电机的固有振荡频率或振荡频率的分频或倍频时,会使振荡加剧,严重时造成失步。当步进电机工作在高频区时,由于换相周期短,转子来不及反冲。同时。绕组中的电流尚未上升到稳定值,转子没有获得足够的能量,所以在这个工作区中不会产生振荡。
二、失步: 步进电机的失步原因有2种:
转子的平均速度大于旋转磁场的速度。这主要发生在制动和突然换向时,转子获得过多的能量,产生严重的过冲,引起失步(越步)。步进电机在启动时,如果脉冲的频率较高,由于电机来不及获得足够的能量,转子无法跟上旋转磁场的速度,所以引起失步。因此,步进电机有一个启动频率。超过启动频率启动时,肯定会产生失步。注意:启动频率不是一个固定值.提高电机的转矩、减小负载转动惯量、减小步距角都可以提高步进电机的启动频率。转子的转速慢于旋转磁场的速度、或者说慢于换相速度(丢步)。例:步进电机在启动时,如果脉冲的频率较高,由于电机来不及获得足够的能量,转子无法跟上旋转磁场的速度,所以引起失步。因此,步进电机有一个启动频率。超过启动频率启动时,肯定会产生失步。
三、消除振荡——阻尼方法:机械阻尼法和电子阻尼法机械阻尼法比较单一,就是在电机轴上加阻尼器,电子阻尼法则有多种:
1、多相励磁法
多相励磁会产生电磁阻尼,削弱或消除振荡现象,如电机的双三拍和六拍方式。
2、变频变压法
步进电机在高频和在低频时转子所获得的能量不一样。在低频时,绕组中的电流上升时间长,转子获得的能量大,因此容易产生振荡,在高频时则相反。所以,可以设计一种电路,使电压随频率的降低而减小,这样使绕组在低频时的电流减小,可以有效地消除振荡。
3、细分步法
将步进电机绕组中的稳定电流分成若干级,每进一步,电流升一级,也相对地提高步进频率,使步进过程平稳进行。
4、反相阻尼法——用于步进电机制动
在步进电机转子要过平衡点之前,加一个反向作用力以平衡惯性力,使转子到达平衡点时速度为零,实现准确制动。例如,三相混合式步进电机工作在单三拍,正处于B拍,并希望它停在C拍,则控制换相B-C-B-C,第二个B拍起平衡惯性力作用,而不是让电机走一步。
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