步進馬達的常見故障及工作原理步進馬達是將電脈沖訊號轉變為角位移或線位移的開環控制元步進馬達件。在非超員的情況下,馬達的怠速、停止的位置只取決于脈沖訊號的頻度和脈沖數,而不受負載變化的影響,當步進驅動器接收到一個脈沖訊號,它就驅動步進馬達按設定的方向轉動一個固定的角度,稱為“步距角”,它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數來控制角位移量,進而達到確切定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻度來控制馬達轉動的速率和加速度,進而達到調速的目的。步進馬達的分類:步進馬達分永磁式(PM)、反應式(VR)、混合式(HR)三種。永磁式通常為二相,力矩和容積都很小,步距角通常為7.5或15;反應式通常為單相,實現大扭矩輸出,步距角為1.5;混和式兼顧永磁式和反應式的優點,分二相和五相,二相步距角為1.8,無相步距角為0.72。步進馬達的工作原理:步進馬達是一種感應馬達,它的工作原理是借助電子電路,將直流電弄成分時供電的,多相時序控制電壓,用這些電壓為步進馬達供電,步進馬達能夠正常工作,驅動器就是為步進馬達分時供電的,多相時序控制器即使步進馬達已被廣泛地應用,但步進馬達并不能象普通的直流馬達,交流馬達在常規下使用。
它必須由雙環型脈沖訊號、功率驅動電路等組成控制系統方可使用。為此用好步進馬達卻非易事,它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業知識。步進馬達作為執行器件,是機電一體化的關鍵產品之一,廣泛應用在各類手動化控制系統中。隨著微電子和計算機技術的發展,步進馬達的需求量與日俱增,在各個國民經濟領域都有應用。步進馬達的主要特點步進馬達必須加驅動才可以運轉,驅動訊號必須為脈沖訊號,沒有脈沖的時侯,步進馬達靜止,果加入適當的脈沖訊號,都會以一定的角度(稱為步角)轉動。轉動的速率和脈沖的頻度成反比。騰龍版步進馬達的步進角度為7.5度,一圈360須要48個脈沖完成。改變脈沖的次序,可以便捷的改變轉動的方向。因而,目前復印機,繪圖儀,機器人,等等設備都以步進馬達為動力核心。一、步進馬達的基本特征1、步進電動機工作時每相定子不是恒定地通電,而是按一定的規律輪流通電。2、每輸入一個脈沖聯通號定子轉過的角度稱為步距角。3、步進馬達可以按特定指令進行角度控制,也可以進行速率控制。角度控制時,每輸入一個脈沖,轉子定子就換接一次,輸出軸就轉過一個角度,其步數與脈沖數一致,輸出軸轉動的角位移量與輸入脈沖成反比。速率控制時,步進馬達定子中送入的是連續脈沖,各相定子不斷地輪流通電,步進馬達連續動轉步進電機電流過大,它的怠速與脈沖頻度成反比。
改變通電次序,即改變轉子磁場旋轉方向,就可以控制馬達正轉或是反轉。4、步進馬達具有自鎖能力。當控制脈沖停止輸入,而讓最后一個脈沖控制的定子繼續通直流電時,則馬達可以保持在固定的位置上,即停在最后一個脈沖控制的角位移的終點位置上,這樣,步進馬達可以實現停車時定子定位。二、步進電動機為何會失步?1、轉子的加速度慢于步進馬達的旋轉磁場,也即是高于換相速率而形成的。這是由于輸入馬達的電能不足,在步進馬達中形成的同步扭矩無法令定子速率追隨轉子磁場的旋轉速率,進而導致失步。而且但凡比這時頻度高的工作頻度都必定失步。這些失步說明了步進馬達的拖動能力不夠。一旦降低負載,或則提升定子的激磁電壓,則有可能克服失步。2、轉子的平均速率低于轉子磁場的平均旋轉速率。這時轉子通電激磁的時間較長,小于定子步進一步所需的時間,則定子在步進過程中獲得了過多的能量,因而形成前沖和后沖的擺動振蕩。當振蕩足夠嚴重時就造成失步。三、如何讓馬達保持力矩保持力矩是指步進馬達通電但沒有轉動時,轉子鎖住定子的轉矩。它是步進馬達最重要的參數之一,一般步進馬達在低速時的扭矩接近保持力矩。因為步進馬達的輸出扭矩隨速率的減小而不斷衰減,輸出功率也隨速率的減小而變化,所以保持力矩就成為了評判步進馬達最重要的參數之一。
例如步進電機電流過大,當人們說2N.m的步進馬達,在沒有特殊說明的情況下是指保持力矩為2N.m的步進馬達。四、步進電動機為何會失步1、轉子的加速度慢于步進馬達的旋轉磁場,也即是高于換相速率而形成的。這是由于輸入馬達的電能不足,在步進馬達中形成的同步扭矩無法令定子速率追隨轉子磁場的旋轉速率,進而導致失步。而且但凡比這時頻度高的工作頻度都必定失步。這些失步說明了步進馬達的拖動能力不夠。一旦降低負載,或則提升定子的激磁電壓,則有可能克服失步。2、轉子的平均速率低于轉子磁場的平均旋轉速率。這時轉子通電激磁的時間較長,小于定子步進一步所需的時間,則定子在步進過程中獲得了過多的能量,因而形成前沖和后沖的擺動振蕩。當振蕩足夠嚴重時就造成失步。五、步進電動機振蕩的誘因1、振蕩是步進馬達在工作時存在的通常現象,但嚴重的振蕩會導致失步。振蕩的緣由有多種,其中主要的緣由有步進馬達處于低頻單步運行;步進馬達的換相頻度和定子的特點頻度、倍特點頻度、分數特點頻度相等;步進馬達忽然停車等情況。2、當步進馬達進行單步旋轉時,其工作頻度必將處于低頻區。在開始工作時,定子在磁場扭矩的作用下加速轉動,當定子轉入新的平衡點時其速率一直相當高,因而沖過了平衡穩定點形成過沖。
面包車一方面往前過沖,當定子速率減到為零時,因為磁場拉扭矩的作用則反向沖向平衡點,又產生反向過沖。因為機械摩擦扭矩及電磁轉矩的作用。產生一個衰減震動過程。最后,定子則穩定停在平衡點。六、實際應用中對步進馬達有什么要求1、步進馬達在電脈沖的控制下能迅速起動、正反轉、停轉及在很寬的范圍內進行怠速調節;2、加工精度高,即要求一個脈沖對應的位移量小,并要確切、均勻。這就要求步進馬達步距小,步距精度高,不得丟步或是過沖;3、動作快速。即除了起動、停步、反轉快,并能連續高速運轉以提升勞動生豐度;4、輸出扭矩大,可直接推動負載。如:步進馬達只響不轉的問題怎樣解決?1、檢查線路,倘若是第一次接線,一定要確認好馬達的相位線,或則根據圖紙接線。驅動器的接線注意參考一樓的說法,別接錯;假如是正在使用的馬達出現這個問題,先檢測馬達線路是否有損壞和斷掉,假如斷開,也會導致你說的情況。2、檢查負載,負載過重造成,馬達脫開負載檢測。3、檢查輸入脈沖的頻度,步進馬達的輸入頻度不能過低,過高時也會造成馬達只響不轉。