Im Normalbetrieb ist dieSchrittmotorDer Schrittmotor bewegt sich pro empfangenem Steuerimpuls um einen Schrittwinkel, also einen Schritt vorwärts. Bei kontinuierlicher Eingabe von Steuerimpulsen dreht sich der Motor entsprechend kontinuierlich. Ein Schrittverlust des Schrittmotors umfasst sowohl Verlust- als auch Überschrittbewegungen. Bei einem Verlustschritt ist die Anzahl der vom Rotor vorwärts bewegten Schritte kleiner als die Anzahl der Impulse; bei Überschreiten der Schrittweite ist die Anzahl der vom Rotor vorwärts bewegten Schritte größer als die Anzahl der Impulse. Die Anzahl der Schritte für einen Verlustschritt und einen Überschritt entspricht einem ganzzahligen Vielfachen der Anzahl der laufenden Schläge. Ein erheblicher Schrittverlust führt dazu, dass der Rotor an einer Position verharrt oder um eine Position vibriert, und ein erheblicher Überschritt führt zum Überschwingen des Motors.
Verlust von Schrittursache und -strategie
(1) Die Beschleunigung des Rotors ist langsamer als das rotierende Magnetfeld desSchrittmotor
Erläuterung:
Wenn die Beschleunigung des Rotors langsamer ist als das rotierende Magnetfeld des Schrittmotors, also niedriger als die Phasenwechselgeschwindigkeit, gerät der Schrittmotor außer Tritt. Dies liegt an einer unzureichenden Leistungsaufnahme des Motors und daran, dass das im Schrittmotor erzeugte Synchrondrehmoment es der Rotordrehzahl nicht ermöglicht, der Drehzahl des Statormagnetfelds zu folgen, was zum Außertritttreten führt. Da das dynamische Ausgangsdrehmoment eines Schrittmotors mit steigender Dauerbetriebsfrequenz abnimmt, führt jede höhere Betriebsfrequenz zu einem Schrittverlust. Dieser Schrittverlust deutet darauf hin, dass der Schrittmotor nicht über genügend Drehmoment und Zugkraft verfügt.
Lösung:
a. Erhöhen Sie das vom Schrittmotor erzeugte elektromagnetische Drehmoment. Dies kann im Nennstrombereich durch Erhöhen des Antriebsstroms geschehen; reicht das Drehmoment im Hochfrequenzbereich nicht aus, kann die Antriebsspannung der Antriebsschaltung erhöht werden; alternativ kann ein Schrittmotor mit hohem Drehmoment verwendet werden. b. Reduzieren Sie das vom Schrittmotor zu überwindende Drehmoment. Dies kann durch eine entsprechende Reduzierung der Motorbetriebsfrequenz erreicht werden, um das Ausgangsdrehmoment des Motors zu erhöhen; oder durch eine längere Beschleunigungszeit, um dem Rotor ausreichend Energie zuzuführen.
(2) Die Durchschnittsgeschwindigkeit des Rotors ist höher als die Durchschnittsgeschwindigkeit des Statormagnetfelds
Erläuterung:
Die Durchschnittsgeschwindigkeit des Rotors ist höher als die Durchschnittsdrehzahl des Statormagnetfelds. Wird der Stator länger mit Strom versorgt und erregt, als der Rotor für einen weiteren Schritt benötigt, erhält der Rotor während des Schrittvorgangs zu viel Energie. Dadurch steigt das vom Schrittmotor erzeugte Drehmoment und der Motor läuft über. Wird der Schrittmotor zum Antrieb von Mechanismen verwendet, die die Last auf und ab bewegen, tritt das Überschreiten häufiger auf, da das vom Motor benötigte Drehmoment bei Abwärtsbewegung der Last abnimmt.
Lösung:
Reduzieren Sie den Antriebsstrom des Schrittmotors, um das Ausgangsdrehmoment des Schrittmotors zu verringern.
(3) Trägheit derSchrittmotorund die Last, die es trägt
Erläuterung:
Aufgrund der Trägheit des Schrittmotors selbst und der von ihm getragenen Last kann der Motor während des Betriebs nicht sofort gestartet und gestoppt werden, sondern es kommt beim Starten zu einem verlorenen Schritt und beim Stoppen zu einem Überschritt.
Lösung:
Durch einen Beschleunigungs- und Verzögerungsprozess, d. h. mit einer niedrigeren Geschwindigkeit beginnen, dann allmählich auf eine bestimmte Geschwindigkeit beschleunigen und dann allmählich verlangsamen, bis der Betrieb stoppt. Eine angemessene und gleichmäßige Beschleunigungs- und Verzögerungssteuerung ist der Schlüssel zum zuverlässigen, effizienten und genauen Betrieb des Schrittantriebssystems.
(4) Resonanz des Schrittmotors
Erläuterung:
Resonanz ist ebenfalls eine Ursache für Taktverlust. Wenn der Schrittmotor im Dauerbetrieb läuft und die Frequenz des Steuerimpulses mit seiner Eigenfrequenz übereinstimmt, tritt Resonanz auf. Innerhalb einer Steuerimpulsperiode wird die Schwingung nicht ausreichend gedämpft, und der nächste Impuls kommt. Dadurch ist der dynamische Fehler nahe der Resonanzfrequenz am größten und führt dazu, dass der Schrittmotor aus dem Takt gerät.
Lösung:
Reduzieren Sie den Antriebsstrom des Schrittmotors entsprechend. Verwenden Sie eine Unterteilungsmethode für den Antrieb. Verwenden Sie Dämpfungsmethoden, einschließlich mechanischer Dämpfungsmethoden. Alle oben genannten Methoden können Motorschwingungen effektiv eliminieren und das Phänomen des Außer-Tritt-Kommens vermeiden.
(5) Pulsverlust beim Richtungswechsel
Erläuterung:
Es zeigt sich, dass die Genauigkeit in jeder Richtung gegeben ist, sich jedoch Abweichungen ansammeln, sobald die Richtung geändert wird, und je öfter die Richtung geändert wird, desto stärker sind die Abweichungen.
Lösung:
Im Allgemeinen gelten für Schrittmotorantriebe bestimmte Anforderungen an Richtungs- und Impulssignale. Beispielsweise muss die Richtung des Signals beim ersten Impuls entlang der steigenden oder fallenden Flanke (die Anforderungen verschiedener Antriebe sind unterschiedlich) einige Mikrosekunden vor dem Eintreffen bestimmt werden. Andernfalls tritt ein Impuls mit einem Betriebswinkel auf, der tatsächlich in die entgegengesetzte Richtung gedreht werden muss. Schließlich zeigt sich das Fehlerphänomen: Je voreingenommener Sie vorgehen, desto ausgeprägter ist der Ausfall. Die Lösung besteht hauptsächlich darin, die Logik zum Senden eines Impulses per Software zu ändern. Die Lösung besteht hauptsächlich darin, die Logik zum Senden von Impulsen per Software zu ändern oder eine Verzögerung hinzuzufügen.
(6) Softwaremängel
Erläuterung:
Es kommt nicht selten vor, dass bei Kontrollverfahren Schritte verloren gehen. Eine Überprüfung des Kontrollprogramms ist kein Problem.
Lösung:
Wenn die Ursache des Problems eine Zeit lang nicht gefunden werden kann, lassen manche Techniker den Schrittmotor auch eine Zeit lang laufen, um die ursprüngliche Referenzposition wiederherzustellen.
Veröffentlichungszeit: 19. März 2024