В нормальном режиме работышаговый двигательПри каждом полученном управляющем импульсе происходит перемещение на один шаг вперед, то есть на один шаг. Если управляющие импульсы поступают непрерывно, двигатель вращается непрерывно. Выход шагового двигателя из синхронизации включает в себя потерю шага и переполнение шага. При потере шага количество шагов, пройденных ротором, меньше количества импульсов; при пересечении шага количество шагов, пройденных ротором, больше количества импульсов. Количество шагов при одной потере шага и переполнении шага равно целому кратному количеству циклов вращения. Серьезная потеря шага приведет к тому, что ротор будет оставаться в одном положении или вибрировать вокруг одного положения, а серьезное переполнение шага приведет к перерегулированию двигателя.
Потеря связи с причиной и стратегией.
(1) Ускорение ротора медленнее, чем вращающееся магнитное полешаговый двигатель
Объяснение:
Когда ускорение ротора меньше скорости вращения магнитного поля шагового двигателя, то есть ниже скорости фазового перехода, шаговый двигатель выходит из строя. Это происходит из-за недостаточной мощности, подаваемой на двигатель, и синхронизирующего момента, создаваемого в шаговом двигателе, который не позволяет скорости вращения ротора следовать за скоростью вращения магнитного поля статора, вызывая, таким образом, выход из строя. Поскольку динамический выходной момент шагового двигателя уменьшается с увеличением частоты непрерывной работы, любая рабочая частота выше этого значения приведет к потере шага. Эта потеря шага указывает на то, что шаговый двигатель не обладает достаточным крутящим моментом и недостаточной тяговой способностью.
Решение:
а) Увеличить электромагнитный момент, создаваемый самим шаговым двигателем. В диапазоне номинального тока можно увеличить управляющий ток; в высокочастотном диапазоне момента недостаточно, можно повысить управляющее напряжение цепи управления; использовать шаговый двигатель с большим крутящим моментом и т. д. б) Снизить крутящий момент, преодолеваемый шаговым двигателем. Этого можно добиться путем соответствующего снижения рабочей частоты двигателя для увеличения выходного крутящего момента; установить более длительное время разгона, чтобы ротор получил достаточно энергии.
(2) Средняя скорость ротора выше средней скорости вращения магнитного поля статора.
Объяснение:
Если средняя скорость вращения ротора превышает среднюю скорость вращения магнитного поля статора, и статор находится под напряжением и возбуждением дольше, чем время, необходимое для дальнейшего шага ротора, то ротор получает слишком много энергии в процессе шага, что приводит к увеличению выходного крутящего момента, создаваемого шаговым двигателем, и, следовательно, к перешагиванию. Когда шаговый двигатель используется для привода механизмов, перемещающих груз вверх и вниз, вероятность возникновения явления перешагивания выше, поскольку требуемый двигателем крутящий момент уменьшается при перемещении груза вниз.
Решение:
Чтобы уменьшить выходной крутящий момент шагового двигателя, следует уменьшить ток питания.
(3) Инерцияшаговый двигательи груз, который он несет
Объяснение:
Из-за инерции самого шагового двигателя и нагрузки, которую он несет, запуск и остановка двигателя невозможны мгновенно во время работы, но при запуске происходит потеря шага, а при остановке — перегрузка.
Решение:
Управление ускорением и замедлением осуществляется посредством процесса, включающего начало движения с низкой скоростью, затем постепенное ускорение до определенной скорости и последующее постепенное замедление до полной остановки. Разумное и плавное управление ускорением и замедлением является ключом к обеспечению надежной, эффективной и точной работы системы шагового привода.
(4) Резонанс шагового двигателя
Объяснение:
Резонанс также является причиной рассинхронизации. При непрерывной работе шагового двигателя, если частота управляющего импульса равна собственной частоте шагового двигателя, возникнет резонанс. В течение одного периода управляющего импульса вибрация недостаточно затухает, и при поступлении следующего импульса динамическая ошибка вблизи резонансной частоты будет наибольшей, что приведет к потере шага шаговым двигателем.
Решение:
Соответствующим образом уменьшите управляющий ток шагового двигателя; используйте метод деления частоты; используйте методы демпфирования, включая метод механического демпфирования. Все вышеперечисленные методы позволяют эффективно устранить колебания двигателя и избежать явления рассинхронизации.
(5) Потеря импульса при изменении направления
Объяснение:
Показано, что точность сохраняется в любом направлении, но при изменении направления происходит накопление отклонений, причем чем чаще изменяется направление, тем больше отклонение.
Решение:
В общем случае, для управления шаговым двигателем и импульсных сигналов существуют определенные требования, такие как: направление сигнала в первом импульсе должно совпадать с фронтом нарастания или спада (требования к различным двигателям могут отличаться), и за несколько микросекунд до его прихода необходимо определить это направление. В противном случае возникнет импульс, соответствующий углу поворота, и потребуется поворот в противоположном направлении. В конечном итоге, явление отказа проявляется в том, что чем больше смещение, тем сильнее проявляется пробой. Решение в основном заключается в программном изменении логики отправки импульсов или добавлении задержки.
(6) Дефекты программного обеспечения
Объяснение:
Сбои в процедурах контроля, приводящие к ошибкам, не являются редкостью; необходимо проверить, не представляет ли это проблемы программа контроля.
Решение:
Причину проблемы не удается найти уже некоторое время, поэтому инженеры дают шаговому двигателю поработать некоторое время, чтобы он заново определил исходное положение.
Дата публикации: 19 марта 2024 г.