Bij normaal gebruik, destappenmotorDe motor beweegt één staphoek, oftewel één stap vooruit, voor elke ontvangen stuurpuls. Als er continu stuurpulsen worden ingevoerd, draait de motor dienovereenkomstig continu. Een stappenmotor die niet synchroon loopt, omvat het missen van een stap en het overschrijden van een stap. Wanneer een stap wordt gemist, is het aantal stappen dat de rotor aflegt kleiner dan het aantal pulsen; wanneer een stap wordt overschreden, is het aantal stappen dat de rotor aflegt groter dan het aantal pulsen. Het aantal stappen voor een gemiste stap en een overschreden stap is gelijk aan een veelvoud van het aantal slagen. Een ernstig gemiste stap zorgt ervoor dat de rotor in één positie blijft staan of rond één positie trilt, en een ernstige overschreden stap zorgt ervoor dat de motor doorschiet.
Verlies van stap, oorzaak en strategie
(1) De versnelling van de rotor is langzamer dan het roterende magnetische veld van destappenmotor
Uitleg:
Wanneer de versnelling van de rotor lager is dan de rotatiesnelheid van het magnetische veld van de stappenmotor, oftewel lager dan de faseveranderingssnelheid, genereert de stappenmotor een stapuitval. Dit komt doordat de motor onvoldoende vermogen krijgt en het synchronisatiekoppel dat door de stappenmotor wordt gegenereerd, ervoor zorgt dat de rotorsnelheid de rotatiesnelheid van het magnetische veld van de stator niet kan volgen, wat de stapuitval veroorzaakt. Omdat het dynamische uitgangskoppel van een stappenmotor afneemt naarmate de frequentie van continu bedrijf toeneemt, zal elke hogere werkfrequentie een stapuitval veroorzaken. Deze stapuitval duidt erop dat de stappenmotor niet voldoende koppel en onvoldoende sleepvermogen heeft.
Oplossing:
a. Verhoog het elektromagnetische koppel dat door de stappenmotor zelf wordt gegenereerd. Dit kan binnen het nominale stroombereik door de aandrijfstroom te verhogen; in het hoogfrequente bereik is het koppel onvoldoende, dan kan de aandrijfspanning van het aansturingscircuit worden verhoogd; er kan worden overgeschakeld naar een stappenmotor met een hoger koppel, enzovoort. b. Verlaag het koppel dat de stappenmotor moet overwinnen. Dit kan worden bereikt door de werkfrequentie van de motor op passende wijze te verlagen om het uitgangskoppel van de motor te verhogen; een langere acceleratietijd in te stellen zodat de rotor voldoende energie verkrijgt.
(2) De gemiddelde snelheid van de rotor is hoger dan de gemiddelde rotatiesnelheid van het statormagnetisch veld
Uitleg:
De gemiddelde rotatiesnelheid van de rotor is hoger dan de gemiddelde rotatiesnelheid van het magnetische veld van de stator. Wanneer de stator langer bekrachtigd en geëxciteerd is dan de tijd die nodig is voor de rotor om een stap verder te zetten, neemt de rotor tijdens het stappenproces te veel energie op. Dit zorgt ervoor dat het door de stappenmotor geproduceerde koppel toeneemt, waardoor de motor overstapt. Wanneer een stappenmotor wordt gebruikt om mechanismen aan te drijven die een last omhoog en omlaag bewegen, is de kans op overstappen groter. Dit komt doordat het benodigde koppel van de motor afneemt wanneer de last omlaag beweegt.
Oplossing:
Verlaag de stroomsterkte van de stappenmotor om het uitgangskoppel van de stappenmotor te verminderen.
(3) Traagheid van destappenmotoren de last die het draagt
Uitleg:
Door de inertie van de stappenmotor zelf en de belasting die deze draagt, kan de motor tijdens bedrijf niet direct worden gestart en gestopt. Er treedt een stapverlies op bij het starten en een stapoverschrijding bij het stoppen.
Oplossing:
Door middel van een acceleratie- en deceleratieproces, dat wil zeggen starten met een lage snelheid, vervolgens geleidelijk accelereren tot een bepaalde snelheid en dan geleidelijk decelereren tot stilstand, is een redelijke en soepele acceleratie- en deceleratieregeling essentieel voor een betrouwbare, efficiënte en nauwkeurige werking van het stappenmotoraandrijfsysteem.
(4) Resonantie van de stappenmotor
Uitleg:
Resonantie is ook een oorzaak van een stapafwijking. Wanneer de stappenmotor continu in werking is en de frequentie van de stuurpuls gelijk is aan de eigenfrequentie van de stappenmotor, treedt resonantie op. Binnen één stuurpulsperiode wordt de trilling onvoldoende gedempt en komt de volgende puls al. Hierdoor is de dynamische fout nabij de resonantiefrequentie het grootst, wat ertoe leidt dat de stappenmotor een stap verliest.
Oplossing:
Verlaag de stroomsterkte van de stappenmotor op de juiste manier; gebruik de onderverdelingsmethode; pas dempingsmethoden toe, waaronder mechanische demping. Al deze methoden kunnen motoroscillatie effectief elimineren en het verschijnsel van een verkeerde paslengte voorkomen.
(5) Verlies van puls bij richtingsverandering
Uitleg:
Het blijkt dat het in elke richting nauwkeurig is, maar dat er afwijking optreedt zodra de richting verandert, en hoe vaker de richting wordt veranderd, hoe groter de afwijking wordt.
Oplossing:
Algemene stappenmotoraansturingen hebben bepaalde eisen met betrekking tot de richting en pulssignalen, zoals: de richting van het signaal in de eerste puls moet enkele microseconden voor aankomst worden bepaald, langs de stijgende of dalende flank (verschillende aansturingseisen verschillen). Anders ontstaat er een puls met een verkeerde hoek, terwijl de motor in werkelijkheid in de tegenovergestelde richting moet draaien. Dit leidt tot storingen, waarbij de afwijking groter wordt naarmate de puls kleiner is. De oplossing hiervoor is meestal het aanpassen van de logica voor het verzenden van pulsen via software, of het toevoegen van een vertraging.
(6) Softwarefouten
Uitleg:
Controleprocedures die tot een fout leiden, komen vaak voor. Het is daarom niet ongebruikelijk dat het controleprogramma wordt gecontroleerd; dit is geen probleem.
Oplossing:
Als de oorzaak van het probleem niet meteen gevonden wordt, laten technici de stappenmotor soms een tijdje draaien om de oorspronkelijke positie opnieuw te vinden.
Geplaatst op: 19 maart 2024