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步進電機出現的一些問題(wgb)
2022年9月19日

步進電機出現的一些問題(wgb)

   1、步進電動機為什么會振蕩?

    (1)、振蕩是步進電機在工作時存在的一般現象,但嚴重的振蕩會引起失步。振蕩的原
         因有多種,其中主要的原因有步進電機處于低頻單步運行;步進電機的換相頻率
         和轉子的特征頻率、倍特征頻率、分數特征頻率相等;步進電機突然停車等情況。

    (2)、當步進電機進行單步旋轉時,其工作頻率必定處于低頻區。在開始工作時,轉子
         在磁場力矩的作用下加速轉動,當轉子轉到新的平衡點時其速度仍然相當高,從
         而沖過了平衡穩定點產生過沖。車子一方面向前過沖,當轉子速度減到為零時,
         由于磁場拉力矩的作用則反向沖向平衡點,又形成反向過沖。由于機械磨擦力矩
         及電磁力矩的作用。形成一個衰減振動過程。最后,轉子則穩定停在平衡點。

    2、步進電動機為什么會失步?

    (1)、轉子的加速度慢于步進電機的旋轉磁場,也即是低于換相速度而產生的。這是因
         為輸入電機的電能不足,在步進電機中產生的同步力矩無法令轉子速度跟隨定子
         磁場的旋轉速度,從而引起失步。并且凡是比這時頻率高的工作頻率都必將失步
         。這種失步說明了步進電機的拖動能力不夠。一旦減少負載,或者提高繞組的激
         磁電流,則有可能克服失步。

    (2)、轉子的平均速度高于定子磁場的平均旋轉速度。這時定子通電激磁的時間較長,
         大于轉子步進一步所需的時間,則轉子在步進過程中獲得了過多的能量,從而產
         生前沖和后沖的擺動振蕩。當振蕩足夠嚴重時就導致失步。 

    3、為什么頻率增高以后步進電機的負載能力要下降?

    (1)、定子繞組電感的影響:因為步進電機的每相繞組是一個電感線圈,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,當低頻時每相繞組通電時間和
         斷電的時間比較長,大于線圈的時間常數,線圈來得及獲得較高電流。而高頻率
         時每相繞組通電時間和斷電時間都很短,遠小于線圈的時間常數,線圈獲得的電
         流就很小。而轉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,電機的平均轉矩大大下降,負載能力也就大大下降了。

    (2)、當頻率增加,步進電機鐵心中的渦流損耗也將很快增加,這也是使輸出功率和輸
         出轉矩下降的一個因素。

    (3)、所以當輸入脈沖頻率增高后,步進電機的負載能力逐漸下降,到某一頻率以后,
         步進電機已帶不動任何負載。 

   4、步進電機的起動頻率為什么不能過高?

        這是因為步進電機剛起動時轉速為零,在起動過程中,電磁轉矩除了克服負載阻轉
        矩外,還在克服轉動部分的慣性掩蔽,所以起動時電機的負擔比連續運轉為重。如
        果起動時脈沖頻率過高,則轉子的速度就跟不上定子磁場旋轉的速度,以致第一步
        完了的位置落后于平衡位置較遠,以后各步中轉子速度增加不多,而定子磁場仍然
        以正比于脈沖頻率的速度向前轉動,因此轉子與平衡位置之間的距離越來越大,最
        后因轉子位置落到動穩定區以外而出現失步或是振蕩現象,因而使電機不能起動。
        為了能正常起動,起動頻率不能過高,當電機起動后再逐步升高頻率。

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