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步进电机出现的一些问题(wgb) |
2022年9月19日 |
步进电机出现的一些问题(wgb) 1、步进电动机为什么会振荡?
(1)、振荡是步进电机在工作时存在的一般现象,但严重的振荡会引起失步。振荡的原 因有多种,其中主要的原因有步进电机处于低频单步运行;步进电机的换相频率 和转子的特征频率、倍特征频率、分数特征频率相等;步进电机突然停车等情况。
(2)、当步进电机进行单步旋转时,其工作频率必定处于低频区。在开始工作时,转子 在磁场力矩的作用下加速转动,当转子转到新的平衡点时其速度仍然相当高,从 而冲过了平衡稳定点产生过冲。车子一方面向前过冲,当转子速度减到为零时, 由于磁场拉力矩的作用则反向冲向平衡点,又形成反向过冲。由于机械磨擦力矩 及电磁力矩的作用。形成一个衰减振动过程。最后,转子则稳定停在平衡点。
2、步进电动机为什么会失步?
(1)、转子的加速度慢于步进电机的旋转磁场,也即是低于换相速度而产生的。这是因 为输入电机的电能不足,在步进电机中产生的同步力矩无法令转子速度跟随定子 磁场的旋转速度,从而引起失步。并且凡是比这时频率高的工作频率都必将失步 。这种失步说明了步进电机的拖动能力不够。一旦减少负载,或者提高绕组的激 磁电流,则有可能克服失步。
(2)、转子的平均速度高于定子磁场的平均旋转速度。这时定子通电激磁的时间较长, 大于转子步进一步所需的时间,则转子在步进过程中获得了过多的能量,从而产 生前冲和后冲的摆动振荡。当振荡足够严重时就导致失步。
3、为什么频率增高以后步进电机的负载能力要下降?
(1)、定子绕组电感的影响:因为步进电机的每相绕组是一个电感线圈,它具有一定的 电感,而电感有延缓电流变化的特性。通俗地讲,当低频时每相绕组通电时间和 断电的时间比较长,大于线圈的时间常数,线圈来得及获得较高电流。而高频率 时每相绕组通电时间和断电时间都很短,远小于线圈的时间常数,线圈获得的电 流就很小。而转矩近似地与电流的平方成正比,这样频率越高,绕组中的平均电 流越小,电机的平均转矩大大下降,负载能力也就大大下降了。
(2)、当频率增加,步进电机铁心中的涡流损耗也将很快增加,这也是使输出功率和输 出转矩下降的一个因素。
(3)、所以当输入脉冲频率增高后,步进电机的负载能力逐渐下降,到某一频率以后, 步进电机已带不动任何负载。
4、步进电机的起动频率为什么不能过高?
这是因为步进电机刚起动时转速为零,在起动过程中,电磁转矩除了克服负载阻转 矩外,还在克服转动部分的惯性掩蔽,所以起动时电机的负担比连续运转为重。如 果起动时脉冲频率过高,则转子的速度就跟不上定子磁场旋转的速度,以致第一步 完了的位置落后于平衡位置较远,以后各步中转子速度增加不多,而定子磁场仍然 以正比于脉冲频率的速度向前转动,因此转子与平衡位置之间的距离越来越大,最 后因转子位置落到动稳定区以外而出现失步或是振荡现象,因而使电机不能起动。 为了能正常起动,起动频率不能过高,当电机起动后再逐步升高频率。
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