Im Normalbetrieb ist dieSchrittmotorbewegt sich für jeden empfangenen Steuerimpuls einen Schrittwinkel, d. h. einen Schritt vorwärts. Wenn kontinuierlich Steuerimpulse eingegeben werden, dreht sich der Motor entsprechend kontinuierlich. Ein außer Tritt geratener Schrittmotor umfasst verlorene Schritte und Überschritte. Bei einem Schrittverlust ist die Anzahl der vom Rotor vorwärts gemachten Schritte kleiner als die Anzahl der Impulse; bei einem Schrittüberschreitungsschritt ist die Anzahl der vom Rotor vorwärts gemachten Schritte größer als die Anzahl der Impulse. Die Anzahl der Schritte für einen verlorenen Schritt und einen Überschritt entspricht einem ganzzahligen Vielfachen der Anzahl der laufenden Schläge. Ein erheblicher Schrittverlust führt dazu, dass der Rotor in einer Position verharrt oder um eine Position vibriert, und ein erheblicher Überschritt führt dazu, dass der Motor überschwingt.
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, d. h. 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 zu einem Außertritttreten führt. Da das dynamische Ausgangsdrehmoment eines Schrittmotors mit steigender Betriebsfrequenz abnimmt, führt jede höhere Betriebsfrequenz zu einem Schrittverlust. Dieser Schrittverlust weist 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, wodurch das vom Schrittmotor erzeugte Drehmoment steigt und der Motor übertaktet. Wird der Schrittmotor zum Antrieb von Mechanismen verwendet, die die Last auf und ab bewegen, tritt das Phänomen des Übertaktens eher auf, da das vom Motor benötigte Drehmoment abnimmt, wenn sich die Last nach unten bewegt.
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 der Eigenfrequenz des Schrittmotors entspricht, tritt Resonanz auf. Innerhalb einer Steuerimpulsperiode wird die Schwingung nicht ausreichend gedämpft, und der nächste Impuls kommt. Daher ist der dynamische Fehler in der Nähe 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 Unterteilungsantriebsmethode. Verwenden Sie Dämpfungsmethoden, einschließlich mechanischer Dämpfungsmethoden. Alle oben genannten Methoden können Motorschwingungen wirksam eliminieren und das Phänomen des Außer-Tritt-Gehens vermeiden.
(5) Pulsverlust beim Richtungswechsel
Erläuterung:
Es zeigt sich, dass es in jede Richtung genau ist, aber es akkumuliert Abweichungen, 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 im ersten Impuls entlang der steigenden oder fallenden Flanke (die Anforderungen verschiedener Antriebe sind nicht dieselben) einige Mikrosekunden vor dem Eintreffen bestimmt werden. Andernfalls tritt ein Impuls mit einem Betriebswinkel auf und muss tatsächlich in die entgegengesetzte Richtung gedreht werden. Das Fehlerphänomen zeigt sich schließlich darin, dass der Ausfall umso ausgeprägter ist, je stärker die Vorspannung ist. 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