步进电机疑难杂症处理
日期：2013-07-03 14:13:16 浏览次数： 次
步进电机疑难杂症处理
如何有效改善步进电机的温升问题？
可依下列步骤作做检查及确认：
1、请确认机构动作频度、周期？
答：走停的动作频度过高将可能因脉冲输入停止的时间过短而导致电流尚未下降就又重新激活，故此时的温升一定会较高。建议您可将动作频度降低以改善温升问题。
2、将RUN电流调小情况可否改善？
答：在转矩足够的情况下将驱动器的RUN电流调小将可有效的使温升降低。但若因扭力的关系 一定得使用到较大的电流时，则建议您可将电机更换为大一等级的电机后再将电流调低以改善温升问题。
3、将STOP电流调小情况可否改善？
答：在保持力足够的情况下将驱动器的STOP电流调小将可于电机停止时有效的使温升降低。但 若因停止保持力的关系一定得使用到较大的STOP电流时，则建议您可将电机更换为大一等级的电机后再将电流调低以改善温升问题。）
4、驱动器上的指拨开关是否打开电流自动降低档？
答：若未打开，电机停止时电流将无法自动下降,温升会因此而较高。建议使用此功能，将可避免步进电机及驱动器的温升问题。）
5、目前使用的速度是否界于温升较高(即电流较大)的范围内？
答：由特性曲线图中的电流曲线得知；请尽量避开温升较高的速度范围使用，对于温升的降低将有帮助。
6、周围环境温度如何?是否过高？
答：电机温度＝环境温度＋电机温升，故环境温度较高时，电机的温度也会因此而较高。建议以加装安装散热面板或散热风扇的方式来帮助散热。
7、确认电机端的接线是否正确？
答：相位接错将造成电机运转不顺的抖动现象，亦可能因此而产生温升较高的问题；若皆无上述原因问题时，此情况下电机温度应为正常，并未过热才是，请您直接以温度计测量电机确实温度。以我们的驱动器来说，因为有具备过热保护功能，故若温度过高,保护功能将开启，同时并将电机断电，让客户更能安心使用。
步进电机的其他问题
8、步进电机启动运行时，有时动一下就不动了或原地来回动，运行时有时还会失步，是什么问题？
如何有效改善步进电机的温升问题？
可依下列步骤作做检查及确认：
1、请确认机构动作频度、周期？
答：走停的动作频度过高将可能因脉冲输入停止的时间过短而导致电流尚未下降就又重新激活，故此时的温升一定会较高。建议您可将动作频度降低以改善温升问题。
2、将RUN电流调小情况可否改善？
答：在转矩足够的情况下将驱动器的RUN电流调小将可有效的使温升降低。但若因扭力的关系 一定得使用到较大的电流时，则建议您可将电机更换为大一等级的电机后再将电流调低以改善温升问题。
3、将STOP电流调小情况可否改善？
答：在保持力足够的情况下将驱动器的STOP电流调小将可于电机停止时有效的使温升降低。但 若因停止保持力的关系一定得使用到较大的STOP电流时，则建议您可将电机更换为大一等级的电机后再将电流调低以改善温升问题。）
4、驱动器上的指拨开关是否打开电流自动降低档？
答：若未打开，电机停止时电流将无法自动下降,温升会因此而较高。建议使用此功能，将可避免步进电机及驱动器的温升问题。）
5、目前使用的速度是否界于温升较高(即电流较大)的范围内？
答：由特性曲线图中的电流曲线得知；请尽量避开温升较高的速度范围使用，对于温升的降低将有帮助。
6、周围环境温度如何?是否过高？
答：电机温度＝环境温度＋电机温升，故环境温度较高时，电机的温度也会因此而较高。建议以加装安装散热面板或散热风扇的方式来帮助散热。
7、确认电机端的接线是否正确？
答：相位接错将造成电机运转不顺的抖动现象，亦可能因此而产生温升较高的问题；若皆无上述原因问题时，此情况下电机温度应为正常，并未过热才是，请您直接以温度计测量电机确实温度。以我们的驱动器来说，因为有具备过热保护功能，故若温度过高,保护功能将开启，同时并将电机断电，让客户更能安心使用。
步进电机的其他问题
8、步进电机启动运行时，有时动一下就不动了或原地来回动，运行时有时还会失步，是什么问题？
答：一般要考虑以下方面作检查：
1）电机力矩是否足够大，能否带动负载，因此我们一般推荐用户选型时要选用力矩比实际需要大50%~100%的电机，因为步进电机不能过负载运行，哪怕是瞬间，都会造成失步，严重时停转或不规则原地反复动。
2）上位控制器来的输入走步脉冲的电流是否够大（一般要>10mA），以使光耦稳定导通，输入的频率是否过高，导致接收不到，如果上位控制器的输出电路是CMOS电路，则也要选用CMOS输入型的驱动器。
3）启动频率是否太高，在启动程序上是否设置了加速过程，最好从电机规定的启动频率内开始加速到设定频率，哪怕加速时间很短，否则可能就不稳定，甚至处于惰态。
4）电机未固定好时，有时会出现此状况，则属于正常。因为，实际上此时造成了电机的强烈共振而导致进入失步状态。电机必须固定好。
5）对于5相电机来说，相位接错，电机也不能工作。
9、我想通过通讯方式直接控制伺服电机，可以吗？
答：可以的，也比较方便，只是速度问题，用于对响应速度要求不太高的应用。如果要求快速的响应控制参数，最好用伺服运动控制卡，一般它上面有DSP和高速度的逻辑处理电路，以实现高速高精度的运动控制。如S加速、多轴插补等。
10、用开关电源给步进和直流电机系统供电好不好？
答：一般最好不要，特别是大力矩电机，除非选用比需要的功率大一倍以上的开关电源。因为，电机工作时是大电感型负载，会对电源端形成瞬间的高压。而开关电源的过载性能不好，会保护关断，且其精密的稳压性能又不需要，有时可能造成开关电源和驱动器的损坏。可以用常规的环形或R型变压器变压的直流电源。
11、我想用±10V或4~20mA的直流电压来控制步进电机，可以吗？
答：可以，但需要另外的转换模块。
12、步进电机和伺服电机可以拆开检修或改装吗？
答：不要，最好让厂家去做，拆开后没有专业设备很难安装回原样，电机的转定子间的间隙无法保证。磁钢材料的性能被破坏，甚至造成失磁，电机力矩大大下降。
13、几台伺服电机可以作同步运行吗？
答：可以
14、伺服电机控制器能够感知外部负载的变化吗？
答：可以的，如遇到设定阻力时停止、返回或保持一定的推力跟进。
15、可以将国产的驱动器或电机和国外优质的电机或驱动器配用吗？
答：原则上是可以的，但要搞清楚电机的技术参数后才能配用，否则会大大降低应有的效果，甚至影响长期运行和寿命。最好向供应商咨询后再决定。
16、使用大于额定电压值的直流电源电压驱动电机安全吗?
答：正常来说这不是问题，只要电机在所设定的速度和电流极限值内运行。因为电机速度与电机线电压成正比，因此选择某种电源电压不会引起过速，但可能发生驱动器等故障。 此外, 必须保证电机符合驱动器的最小电感系数要求，而且还要确保所设定的电流极限值小于或等于电机的额定电流。事实上，如果你能在你设计的装置中让电机跑地比较慢的话 (低于额定电压)，这是很好的。 以较低的电压 (因此比较低的速度) 运行会使得电刷运转反弹较少，而且电刷/换向器磨损较小，比较低的电流消耗和比较长的电机寿命。 另一方面，如果电机大小的限制和性能的要求需要额外的转矩及速度，过度驱动电机也是可以的，但会牺牲产品的使用寿命。
17、 我如何为我的应用选择适当的供电电源?
答：推荐选择电源电压值比最大所需的电压高10%-50%。此百分比因Kt, Ke,以及系统内的电压降而不同。驱动器的电流值应该足够传送应用所需的能量。记住驱动器的输出电压值与供电电压不同, 因此驱动器输出电流也与输入电流不相同。为确定合适的供电电流，需要计算此应用所有的功率需求，再增加5%。按I = P/V公式计算即可得到所需电流值。
18、对于伺服驱动器我可以选择那种工作方式？
答：开环模式 输入命令电压控制驱动器的输出负载率。此模式用于直流无刷电机驱动器，和有刷电机驱动器的电压模式相同。
电压模式 输入命令电压控制驱动器的输出电压。此模式用于有刷电机驱动器，和直流无刷电机驱动器的开环模式相同。
电流模式(力矩模式) 输入命令电压控制驱动器的输出电流（力矩）。驱动器调整负载率以保持命令电流值。如果驱动器可以速度或位置环工作，一般都含有此模式。
IR补偿模式 输入命令控制电机速度。IR补偿模式可用于控制无速度反馈装置电机的速度。驱动器会调整负载率来补偿输出电流的变动。当命令响应为线性时，在力矩扰动情况下，此模式的精度就比不上闭环速度模式了。
Hall速度模式 输入命令电压控制电机速度。此模式利用电机上hall传感器的频率来形成速度闭环。 由于hall传感器的低分辨率，此模式一般不用于低速运动应用。编码器速度模式 输入命令电压控制电机速度。此模式利用电机上编码器脉冲的频率来形成速度闭环。由于编码器的高分辨率，此模式可用于各种速度的平滑运动控制。测速机模式 输入命令电压控制电机速度。此模式利用电机上模拟测速机来形成速度闭环。由于直流测速机的电压为模拟连续性，此模式适合很高精度的速度控制。当然，在低速情况下，它也容易受到干扰。模拟位置环模式(ANP 模式) 输入命令电压控制电机的转动位置。这其实是一种在模拟装置中提供位置反馈的变化的速度模式（如可调电位器、变压器等）。在此模式下，电机速度正比于位置误差。且具有更快速的响应和更小的稳态误差。
19、驱动器和系统如何接地？
19、驱动器和系统如何接地？
答：a. 如果在交流电源和驱动器直流总线（如变压器）之间没有隔离的话，不要将直流总线的非隔离端口或非隔离信号的地接大地，这可能会导致设备损坏和人员伤害。因为交流的公共电压并不是对大地的，在直流总线地和大地之间可能会有很高的电压。
b. 在多数伺服系统中，所有的公共地和大地在信号端是接在一起的。多种连接大地方式产生的地回路很容易受噪音影响而在不同的参考点上产生电流。
c. 为了保持命令参考电压的恒定，要将驱动器的信号地接到控制器的信号地。 它也会接到外部电源的地，这将影响到控制器和驱动器的工作（如：编码器的5V电源）。
d. 屏蔽层接地是比较困难的，有几种方法。正确的屏蔽接地处是在其电路内部的参考电位点上。这个点取决于噪声源和接收是否同时接地，或者浮空。要确保屏蔽层在同一个点接地使得地电流不会流过屏蔽层。
20、 减速器为什么不能和电机正好相配在标准转矩点?
答：如果考虑到电机产生的经过减速器的最大连续转矩，许多减速比会远远超过减速器的转矩等级。 如果我们要设计每个减速器来匹配满转矩，减速器的内部齿轮会有太多组合(体积较大、材料多)。 这样会使得产品价格高，且违反了产品的"高性能、小体积"原则。
21、我如何选择使用行星减速器还是正齿轮减速器?行星减速器一般用于在有限的空间里需要较高的转矩时，即小体积大转矩，而且它的可靠性和寿命都比正齿轮减速器要好。正齿轮减速器则用于较低的电流消耗，低噪音和高效率低成本应用。
部分伺服驱动器故障检查方法参考:现象 可能原因 纠正方法示波器检查驱动器的电流监控输出端时，发现它全为噪声，无法读出 电流监控输出端没有与交流电源相隔离（变压器） 可以用直流电压表检测观察电机在一个方向上比另一个方向跑得快 无刷电机的相位搞错 检测或查出正确的相位在不用于测试时，测试/偏差开关打在测试位置 将测试/偏差开关打在偏差位置偏差电位器位置不正确 重新设定电机失速 速度反馈的极性搞错 可以尝试以下方法：①. 如果可能，将位置反馈极性开关打到另一位置。（某些驱动器上可以）
部分伺服驱动器故障检查方法参考:现象 可能原因 纠正方法示波器检查驱动器的电流监控输出端时，发现它全为噪声，无法读出 电流监控输出端没有与交流电源相隔离（变压器） 可以用直流电压表检测观察电机在一个方向上比另一个方向跑得快 无刷电机的相位搞错 检测或查出正确的相位在不用于测试时，测试/偏差开关打在测试位置 将测试/偏差开关打在偏差位置偏差电位器位置不正确 重新设定电机失速 速度反馈的极性搞错 可以尝试以下方法：①. 如果可能，将位置反馈极性开关打到另一位置。（某些驱动器上可以）
②. 如使用测速机，将驱动器上的TACH 和TACH-对调接入。
③. 如使用编码器，将驱动器上的ENC A和ENC B对调接入。
④. 如在HALL速度模式下，将驱动器上的HALL-1和HALL-3对调，再将Motor-A和Motor-B对调接好。编码器速度反馈时，编码器电源失电 检查连接5V编码器电源。确保该电源能提供足够的电流。如使用外部电源，确保该电压是对驱动器信号地的。LED灯是绿的,但是电机不动 一个或多个方向的电机禁止动作 检查 INHIBIT 和 ?INHIBIT 端口命令信号不是对驱动器信号地的 将命令信号地和驱动器信号地相连上电后，驱动器的LED灯不亮 供电电压太低，小于最小电压值要求 检查并提高供电电压当电机转动时， LED灯闪烁 HALL相位错误 检查电机相位设定开关(60°/120°)是否正确。 多数无刷电机都是120°相差。HALL传感器故障 当电机转动时检测Hall A, Hall B, Hall C的电压。电压值应该在5VDC和0之间。LED灯始终保持红色 存在故障 原因: 过压、欠压、短路、过热、驱动器禁止、HALL无效
22、 何为负载率(duty cycle)?
答：负载率(duty cycle)是指电机在每个工作周期内的工作时间/（工作时间 非工作时间）的比率。如果负载率低，就允许电机以3倍连续电流短时间运行，从而比额定连续运行时产生更大的力量。
23、标准旋转电机的驱动电路可以用于直线电机吗？
答：一般都是可以的。你可以把直线电机就当作旋转电机，如直线步进电机、有刷、无刷和交流直线电机。具体情况可以向各供应商咨询。
24、直线电机是否可以垂直安装，做上下运动？
答：可以。根据用户的要求，垂直安装时我们可以加装动子滑块平衡装置或加装导轨抱闸刹车。
25、是否可以将多个无刷电机的动子线圈安装于同一个磁轨道上？
答：可以。只要几个动子之间不互相妨碍即可。
