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步进电机丢步原因有哪些？如何避免

发布时间：2020-10-17 08:19:08

谈起步进电机，对于电控行业的工程师们应该再熟悉不过了！其误差不会长时间累积，能实现精确定位，控制比伺服更简单，但步进电机精确控制的前提是电机不失步，如何避免步进电机失步？

步进电机是一种开环控制电机，它能将电脉冲信号转换成角位移。不失步时，电机的转速、停机位置仅取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响；当步进电机接收到脉冲信号时，电机按设定方向转动固定角度(步进角或步距角)，通过控制脉冲数和脉冲频率来控制电机的角位移量和转速，从而实现精确开环控制。此外，步进电机每走一步转角与理论步距之间总是存在一定的误差，从某一步到任何一步都存在一定的误差，但是，步进电机每走一步转一周的步数是一样的，在不失步的情况下，步距误差不会长期积累。

以上所说的都是在不失步的情况下，如何避免发生失步？第一，我们需要了解导致电动机失速的因素：

转子加速比步进电动机的旋转磁场慢；

转子的平均转动速度大于定磁场的平均转动速度；

三是电机负载的惯性较大；

步进电动机与之发生共振。

步进电动机的转子加速度小于步进电动机的旋转磁场，即当转子速度低于换向速度时，由于输入电动机的电能不足，所产生的力矩不能使转子速度与定子磁场的旋转速度保持同步，从而导致失步。转子平均速度比定子磁场平均旋转速度高，定子需要更长的激励时间才能启动，比步进时间长，步进时转子获得的能量太多，造成电机产生的转矩太大，使电机前进。

上述步进电机失步的原因实质上是步进电机选择不当所致，只有选择正确的步进电机才能发挥步进电机精确控制的优势。根据电动机的电流，选择合适的驱动器需要与大于或等于该电流的驱动器匹配。如要求低振动或高精度，可采用分块驱动方式。对大转矩电机，尽可能采用高压驱动方式，使其具有良好的高速性能。

另外在驱动电源方面，很多人直接使用开关电源作为驱动电源，但是，一般最好不要使用开关电源，尤其是大力矩电机，除非选择比所需功率大一倍以上的开关电源。由于，电动机工作时是大电感负载，会对动力源产生瞬间高压。而且开关电源的过载性能不好，将保护断开，并且其精密的稳压性能不需要，有时会导致开关电源和驱动器损坏。步进电机的驱动电源可采用常规环形变压直流电源或R型变压器变压直流电源。

步进电动机产生共振是因为电动机接收的脉冲频率等于步进电动机的固有频率，它与驱动器的细分相对应。在通常情况下，步进电机的细分能力非常重要，谐振范围越小越好。由于电动机惯量较大是由电动机过载引起的，所以在使用中只需注意不让电动机过载即可避免。