如何理解步进电机的失步和过冲
失步应该就是漏掉了脉冲没有运动到指定的位置。过冲应该就是和失步相反,运动到超过了指定的位置。
在一些控制简单或要求低成本的运动控制系统中,常会用步进电机。最大的优势是:以开环的方式来控制位置和速度。但正因为是开环控制,负载位置对控制回路没有反馈,步进电机就必须正确响应每次励磁变化。如果励磁频率选择不当,步进电机就不能够移动到新的位置。负载实际的位置相对于控制器所期待的位置出现永久误差,即发生失步现象或过冲想象。因此,在步进电机开环控制系统中,如何防止失步和过冲是开环控制系统能否正常运行的关键。
失步和过冲现象分别出现在步进电机启动和停止的时候。一般情况下,系统的极限启动频率比较低,而要求的运行速度往往比较高。如果系统以要求的运行速度直接启动,因为该速度已经超限,启动频率而不能正常启动,起则发生丢步,重则根本不能启动,产生堵转。系统运行起来后,如果达到终点时立即停止发送脉冲,令其立即停止,则由于系统惯性的作用,步进电机会转过控制器所希望的平衡位置。
为了克服步进失步和过冲现象,应该在启动停止时加入适当的加减速控制。我们一般采用:运动控制卡作上位控制单元、具有控制功能的plc作上位控制单元、单片机作上位控制单元来控制运动加减速可以克服失步过冲现象。
通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。步进电机有一个技术参数:空载启动频率,即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率。如果在脉冲频率高于空载启动频率,步进电机不能正常启动,可能发生丢步或堵转现象。在有负载的情况下,启动频率应更低。如果要使电机高速转动,脉冲频率应该有一个合理的加速过程,即启动频率较低,然后按一定加速度升到所希望的高频(电机转速从低速升到高速)。
启动频率 = 启动转速 × 每转多少步。空载启动转速就是步进电机不通过加减速不负载直接转动起来。当步进电机转动时,电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高,反向电动势越大。在它的作用下,电机随频率(或速度)的增大而相电流减小,从而导致力矩下降。
假设:需要减速器的总的输出转矩是T1,输出的转速是N1,减速比是5:1,步进电机的步进角度是A,那么电机的转速是:5*(N1),那么电机的输出转矩应该是(T1)/5,电机的工作频率应该是
5*(N1)*360/A,所以你应该看矩频特性曲线:坐标点[(T1)/5,5*(N1)*360/A]是不是在频特性曲线(启动矩频曲线)的下面。如果在矩频曲线的下面,你可以选择这个电机。如果是在矩频曲线上面,则,你不能选择这个电机,因为会失步,或者根本就不能转动。
补充:你是否确定了工作状态,你需要的最大转速确定了吗,如果确定了,那就可以根据上面提供的公式进行计算,(根据转动的最大速度,和负载的大小,你就可以确定你现在选用的步进电机是否适合,如果不适合你也应该知道要选用什么样的步进电机了)。
另外:步进电机在启动了以后,可以在负载不变的情况下,再提高频率,因为步进电机矩频曲线实际上应该有两条的,你有的那条应该是启动矩频曲线,而另外一条是脱出矩频曲线,这条曲线代表的含义是:在启动频率下启动电机,启动完成以后可以增加负载,但电机不会失步的状态;或者是在启动频率下启动电机,在负载不变的情况下,可以适当增加运转速度,但电机不会失步的状态。
关于步距角,比如说你是A-B-C-D-A单四拍控制,那么步距角就是一个A走过的角度,关于最大牵入频率,其指的是A-B之间的间隔频率,手册里给的都是>于某个值,但是在实际应用时感觉应该给的值就是最大值,例如>250PPS,那么A之后的delay就满足1/delay <=250, delay>=4ms,给3ms它走不起来。
什么叫步进电机的失步
步进电机有一个技术参数:空载启动频率,即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率,如果脉冲频率高于该值,电机不能正常启动,可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下,启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动,脉冲频率应该有加速过程,即启动频率较低,然后按一定加速度升到所希望的高频(电机转速从低速升到高速)。
步进电机在什么情况下会丢步
1、如果通电频率过高,超过步进电机的最大步进速度,则将产生失步现象。
2、另外,在同步电机中,当电机负载转矩大于电机所能提供的转矩时,电机转速跟不上电机的同步速,也会造成失步现象。
3、改变方向时丢脉冲,表现为往任何一个方向都准,但一改变方向就累计偏差,并且次数越多偏得越多。
4、初速度太高,加速度太大,引起有时丢步。
步进电机是一种感应电机,它的工作原理是利用电子电路,将直流电变成分时供电的,多相时序控制电流,用这种电流为步进电机供电,步进电机才能正常工作,驱动器就是为步进电机分时供电的,多相时序控制器。
扩展资料
1、一般的步进驱动器对方向和脉冲信号都有一定的要求,如:方向信号在第一个脉冲上升沿或下降沿(不同的驱动器要求不一样)到来前数微秒被确定。
否则会有一个脉冲所运转的角度与实际需要的转向相反,最后故障现象表现为越走越偏,细分越小越明显,解决办法主要用软件改变发脉冲的逻辑或加延时。
2、由于步进电机特点决定初速度不能太高,尤其带的负载惯量较大情况下,建议初速度在1r/s以下,这样冲击较小,同样加速度太大对系统冲击也大,容易过冲,导致定位不准;电机正转和反转之间应有一定的暂停时间,若没有就会因反向加速度太大引起过冲。
3、根据实际情况调整被偿参数值,(因为同步带弹性形变较大,所以改变方向时需加一定的补偿)。
4、适当地增大马达电流,提高驱动器电压(注意选配驱动器)选扭矩大一些的马达。
5、系统的干扰引起控制器或驱动器的误动作,我们只能想办法找出干扰源,降低其干扰能力(如屏蔽,加大间隔距离等),切断传播途径,提高自身的抗干扰能力。
6、软件做一些容错处理,把干扰带来影响消除。
参考资料来源:百度百科-失步
参考资料来源:百度百科-步进电机
如何检测步进电机失步
的确有人在研究不使用编码器但又能检测到丢步和堵转。不过目前这些仅限于专利阶段,还远远没有成熟到可以与编码器匹敌的地步,路还很长。
实际上,使用编码器是当今步进电机的发展趋势。而如果你还要实现闭环控制的话,就像必须有一个编码器或是传感器来把步进电机当前的旋转状况告诉控制器,好让控制器做出相应的调整(加速或减速)。这就是目前的技术状态。
步进电机的失步和过冲是什么意思
步进电机是将脉冲信号转换为位移信号的,就是给电机一个脉冲,就转一个角度。如果脉冲频率过快,电机不能转动指定角度,相当于把其中的几个脉冲信号丢掉了,就叫丢步,也就是失步;过冲是指电机接到停止命令后,制动转矩使电机停止位置超过了指定位置,就叫过冲
如何避免步进电机的失步
避免步进电机的失步方法:
1,不要超过保持力矩;
2,启停速度不要太快;
3,频率加减速不能给太高,太快;
4,要选大功率步进电机 过小非常易失。
步进电机的失步和过冲是什么意思、如何理解步进电机的失步和过冲,就介绍到这里啦!感谢大家的阅读!希望能够对大家有所帮助!