步進(jìn)電機(jī)出現(xiàn)的一些問(wèn)題(wgb) 1、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)振蕩?
(1)、振蕩是步進(jìn)電機(jī)在工作時(shí)存在的一般現(xiàn)象,但嚴(yán)重的振蕩會(huì)引起失步。振蕩的原 因有多種,其中主要的原因有步進(jìn)電機(jī)處于低頻單步運(yùn)行;步進(jìn)電機(jī)的換相頻率 和轉(zhuǎn)子的特征頻率、倍特征頻率、分?jǐn)?shù)特征頻率相等;步進(jìn)電機(jī)突然停車等情況。
(2)、當(dāng)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行單步旋轉(zhuǎn)時(shí),其工作頻率必定處于低頻區(qū)。在開始工作時(shí),轉(zhuǎn)子 在磁場(chǎng)力矩的作用下加速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到新的平衡點(diǎn)時(shí)其速度仍然相當(dāng)高,從 而沖過(guò)了平衡穩(wěn)定點(diǎn)產(chǎn)生過(guò)沖。車子一方面向前過(guò)沖,當(dāng)轉(zhuǎn)子速度減到為零時(shí), 由于磁場(chǎng)拉力矩的作用則反向沖向平衡點(diǎn),又形成反向過(guò)沖。由于機(jī)械磨擦力矩 及電磁力矩的作用。形成一個(gè)衰減振動(dòng)過(guò)程。最后,轉(zhuǎn)子則穩(wěn)定停在平衡點(diǎn)。
2、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)失步?
(1)、轉(zhuǎn)子的加速度慢于步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),也即是低于換相速度而產(chǎn)生的。這是因 為輸入電機(jī)的電能不足,在步進(jìn)電機(jī)中產(chǎn)生的同步力矩?zé)o法令轉(zhuǎn)子速度跟隨定子 磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度,從而引起失步。并且凡是比這時(shí)頻率高的工作頻率都必將失步 。這種失步說(shuō)明了步進(jìn)電機(jī)的拖動(dòng)能力不夠。一旦減少負(fù)載,或者提高繞組的激 磁電流,則有可能克服失步。
(2)、轉(zhuǎn)子的平均速度高于定子磁場(chǎng)的平均旋轉(zhuǎn)速度。這時(shí)定子通電激磁的時(shí)間較長(zhǎng), 大于轉(zhuǎn)子步進(jìn)一步所需的時(shí)間,則轉(zhuǎn)子在步進(jìn)過(guò)程中獲得了過(guò)多的能量,從而產(chǎn) 生前沖和后沖的擺動(dòng)振蕩。當(dāng)振蕩足夠嚴(yán)重時(shí)就導(dǎo)致失步。
3、為什么頻率增高以后步進(jìn)電機(jī)的負(fù)載能力要下降?
(1)、定子繞組電感的影響:因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)的每相繞組是一個(gè)電感線圈,它具有一定的 電感,而電感有延緩電流變化的特性。通俗地講,當(dāng)?shù)皖l時(shí)每相繞組通電時(shí)間和 斷電的時(shí)間比較長(zhǎng),大于線圈的時(shí)間常數(shù),線圈來(lái)得及獲得較高電流。而高頻率 時(shí)每相繞組通電時(shí)間和斷電時(shí)間都很短,遠(yuǎn)小于線圈的時(shí)間常數(shù),線圈獲得的電 流就很小。而轉(zhuǎn)矩近似地與電流的平方成正比,這樣頻率越高,繞組中的平均電 流越小,電機(jī)的平均轉(zhuǎn)矩大大下降,負(fù)載能力也就大大下降了。
(2)、當(dāng)頻率增加,步進(jìn)電機(jī)鐵心中的渦流損耗也將很快增加,這也是使輸出功率和輸 出轉(zhuǎn)矩下降的一個(gè)因素。
(3)、所以當(dāng)輸入脈沖頻率增高后,步進(jìn)電機(jī)的負(fù)載能力逐漸下降,到某一頻率以后, 步進(jìn)電機(jī)已帶不動(dòng)任何負(fù)載。
4、步進(jìn)電機(jī)的起動(dòng)頻率為什么不能過(guò)高?
這是因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)剛起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速為零,在起動(dòng)過(guò)程中,電磁轉(zhuǎn)矩除了克服負(fù)載阻轉(zhuǎn) 矩外,還在克服轉(zhuǎn)動(dòng)部分的慣性掩蔽,所以起動(dòng)時(shí)電機(jī)的負(fù)擔(dān)比連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)為重。如 果起動(dòng)時(shí)脈沖頻率過(guò)高,則轉(zhuǎn)子的速度就跟不上定子磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的速度,以致第一步 完了的位置落后于平衡位置較遠(yuǎn),以后各步中轉(zhuǎn)子速度增加不多,而定子磁場(chǎng)仍然 以正比于脈沖頻率的速度向前轉(zhuǎn)動(dòng),因此轉(zhuǎn)子與平衡位置之間的距離越來(lái)越大,最 后因轉(zhuǎn)子位置落到動(dòng)穩(wěn)定區(qū)以外而出現(xiàn)失步或是振蕩現(xiàn)象,因而使電機(jī)不能起動(dòng)。 為了能正常起動(dòng),起動(dòng)頻率不能過(guò)高,當(dāng)電機(jī)起動(dòng)后再逐步升高頻率。 
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