步进电机常见故障及处理1.ppt

一、步进电机常用术语 二、步进电机的分类 三、工作原理 四、步进电机的驱动电路、控制方式及接线 五、 步进电机的主要特性： 六、步进电机常见问题 七、步进电机常见故障及分析： 八、步进电机的选择 1、步进电机的静态指标术语 产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。常用m表示 完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍运行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A. 电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩（由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的） 电机在额定静态电作用下，电机不作旋转运动时，电机转轴的锁定力矩。 虽然静转矩与电磁激磁安匝数成正比，与定齿转子间的气隙有关，但过份采用减小气隙，增加激磁安匝来提高静力矩是不可取的，这样会造成电机的发热及机械噪音。 2、步进电机动态指标及术语： ????? 步进电机每转过一个步距角的实际值与理论值的误差。用百分比表示： 误差/步距角*100%。 不同运行拍数其值不同，四拍运行时应在5%之内，八拍运行时应在15%以内。 ????? 电机运转时运转的步数，不等于理论上的步数。称之为失步。 ????? 转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度，电机运转必存在失调角，由失调角产生的误差，采用细分驱动是不能解决的。 ????? 电机在某种驱动形式、电压及额定电流下，在不加负载的情况下，能够直接起动的最大频率。 ????? 电机在某种驱动形式，电压及额定电流下，电机不带负载的最高转速频率。 ????? 电机在某种测试条件下测得运行中输出力矩与频率关系的曲线称为运行矩频特性，这是电机诸多动态曲线中最重要的，也是电机选择的根本依据。 ????? 步进电机均有固定的共振区域 电机驱动电压越高，电机电流越大，负载越轻，电机体积越小，则共振区向上偏移，反之亦然。 为使电机输出电矩大，不失步和整个系统的噪音降低，一般工作点均应偏移共振区较多。 ?????? 当电机绕组通电时序为AB-BC-CD-DA或()时为正转，通电时序为DA-CA-BC-AB或()时为反转。 ?其它特性还有惯频特性、起动频率特性等 ????? 电机一旦选定，电机的静力矩确定，而动态力矩却不然，电机的动态力矩取决于电机运行时的平均电流（而非静态电流），平均电流越大，电机输出力矩越大，即电机的频率特性越硬。 其中，曲线3电流最大、或电压最高;曲线1电流最小、或电压最低，曲线与负载的交点为负载的最大速度点。 要使平均电流大，尽可能提高驱动电压，使采用小电感大电流的电机。 二、步进电机的分类： 按转矩产生的原理可分为: 1.反应式步进电机; 2.永磁式步进电机; 3.混合式步进电机； 从电流的极性上可分为: 1.单极性步进电机; 2.双极性步进电机 从控制绕组数量上可分为: 1.二相步进电机; 2.三相步进电机; 3.四相步进电机; 4.五相步进电机; 5.六相步进电机； 从运动的型式上可分为： 1.旋转步进电机。 2.直线步进电机。 3.平面步进电机。 三、工作原理 步进电动机是一种将电脉冲信号转换成机械角位移的电磁机械装置。 具有较好的定位精度， 无漂移和无积累定位误差的优点， 能跟踪一定频率范围的脉冲列， 可作同步电动机使用，广泛地应用于各种小型自动化设备及仪器。 3、混合式步进电机原理： 二相混合式步进电机结构原理图 四、步进电机的驱动电路、控制方式及接线 1、驱动电路： 步进电机绕组的驱动电路: 单极性电流一般采用下图a双管串联电路; 双极性电流一般采用下图b的H桥电路; 三相混合式步进电机则采用三相逆变桥电路,见下图c. 2、进电动机绕组电流控制电路 3、控制方式： 步进电机的控制方式一般可分为开环控制和反馈补偿闭环控制,见下图a和下图b. 控制信号说明： PULSE：脉冲信号输入端，每一个脉冲的上升沿使 电动机转动一步。 DIR：方向信号输入端，如“DIR”为低电平，电机 按顺时针方向旋转； “DIR”为高电平电机按 逆时针方向旋转。 CW： 正转信号，每个脉