維修步進(jìn)電機(jī)
步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。
識(shí)。
步進(jìn)電機(jī)的分類：
步進(jìn)電機(jī)分永磁式（PM）、反應(yīng)式（VR）、混合式（HR）三種。永磁式一般為二相，轉(zhuǎn)矩和體積都很小，步距角一般為7.5°或15°；反應(yīng)式一般為三相，實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步距角為1.5°；混合式兼具永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)，分二相和五相，二相步距角為1.8°，無相步距角為0.72°。
步進(jìn)電機(jī)的工作原理：
步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制電流，用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才能正常工作，驅(qū)動(dòng)器就是為步進(jìn)電機(jī)分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制器 雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。
步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一, 廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個(gè)國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。
步進(jìn)電機(jī)的主要特性
1 步進(jìn)電機(jī)必須加驅(qū)動(dòng)才可以運(yùn)轉(zhuǎn)， 驅(qū)動(dòng)信號(hào)必須為脈沖信號(hào)，沒有脈沖的時(shí)候， 步進(jìn)電機(jī)靜止， 如果加入適當(dāng)?shù)拿}沖信號(hào)， 就會(huì)以一定的角度（稱為步角）轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和脈沖的頻率成正比。
2 騰龍版步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角度為7.5 度，一圈360 度， 需要48 個(gè)脈沖完成。
3 步進(jìn)電機(jī)具有瞬間啟動(dòng)和急速停止的優(yōu)越特性。
4 改變脈沖的順序， 可以方便的改變轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。
因此，目前打印機(jī)，繪圖儀，機(jī)器人，等等設(shè)備都以步進(jìn)電機(jī)為動(dòng)力核心。
一、步進(jìn)電機(jī)的基本特點(diǎn)
1、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)每相繞組不是恒定地通電，而是按一定的規(guī)律輪流通電。
2、每輸入一個(gè)脈沖電信號(hào)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度稱為步距角。
3、步進(jìn)電機(jī)可以按特定指令進(jìn)行角度控制，也可以進(jìn)行速度控制。角度控制時(shí)，每輸入一個(gè)脈沖，定子繞組就換接一次，輸出軸就轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，其步數(shù)與脈沖數(shù)一致，輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角位移量與輸入脈沖成正比。速度控制時(shí)，步進(jìn)電機(jī)繞組中送入的是連續(xù)脈沖，各相繞組不斷地輪流通電，步進(jìn)電機(jī)連續(xù)動(dòng)轉(zhuǎn)，它的轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變通電順序，即改變定子磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向，就可以控制電機(jī)正轉(zhuǎn)或是反轉(zhuǎn)。
4、步進(jìn)電機(jī)具有自鎖能力。當(dāng)控制脈沖停止輸入，而讓最后一個(gè)脈沖控制的繞組繼續(xù)通直流電時(shí)，則電機(jī)可以保持在固定的位置上，即停在最后一個(gè)脈沖控制的角位移的終點(diǎn)位置上，這樣，步進(jìn)電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)停車時(shí)轉(zhuǎn)子定位。
二、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?yàn)檩斎腚姍C(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，大于轉(zhuǎn)子步進(jìn)一步所需的時(shí)間，則轉(zhuǎn)子在步進(jìn)過程中獲得了過多的能量，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。
三、如何讓電機(jī)保持轉(zhuǎn)矩
保持轉(zhuǎn)矩是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。它是步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一，通常步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。
由于步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨速度的增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度的增大而變化，所以保持轉(zhuǎn)矩就成為了衡量步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一。比如，當(dāng)人們說2N.m的步進(jìn)電機(jī)，在沒有特殊說明的情況下是指保持轉(zhuǎn)矩為2N.m的步進(jìn)電機(jī)。
四、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?yàn)檩斎腚姍C(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，大于轉(zhuǎn)子步進(jìn)一步所需的時(shí)間，則轉(zhuǎn)子在步進(jìn)過程中獲得了過多的能量，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。
五、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)振蕩的原因
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，從而沖過了平衡穩(wěn)定點(diǎn)產(chǎn)生過沖。車子一方面向前過沖，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)過程。最后，轉(zhuǎn)子則穩(wěn)定停在平衡點(diǎn)。
六、實(shí)際應(yīng)用中對(duì)步進(jìn)電機(jī)有哪些要求
1、步進(jìn)電機(jī)在電脈沖的控制下能迅速起動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)及在很寬的范圍內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié);
2、加工精度高，即要求一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的位移量小，并要準(zhǔn)確、均勻。這就要求步進(jìn)電機(jī)步距小，步距精度高，不得丟步或是過沖;
3、動(dòng)作快速。即不僅起動(dòng)、停步、反轉(zhuǎn)快，并能連續(xù)高速運(yùn)轉(zhuǎn)以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率;
4、輸出轉(zhuǎn)矩大，可直接帶動(dòng)負(fù)載。
如：步進(jìn)電機(jī)只響不轉(zhuǎn)的問題如何解決？
1、檢查線路，如果是第一次接線，一定要確認(rèn)好電機(jī)的相位線，或者按照?qǐng)D紙接線。驅(qū)動(dòng)器的接線注意參考一樓的說法，別接錯(cuò)；如果是正在使用的電機(jī)出現(xiàn)這個(gè)問題，先檢查電機(jī)線路是否有破損和斷開，如果斷開，也會(huì)造成你說的情況。
2、檢查負(fù)載，負(fù)載過重導(dǎo)致，電機(jī)脫開負(fù)載檢查。
3、檢查輸入脈沖的頻率，步進(jìn)電機(jī)的輸入頻率不能過高,過高時(shí)也會(huì)導(dǎo)致電機(jī)只響不轉(zhuǎn)。
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