失步应该就是漏掉了脉冲没有运动到指定的位置。过冲应该就是和失步相反,运动到超过了指定的位置。
在一些控制简单或要求低成本的运动控制系统中,常会用
步进电机。最大的优势是:以开环的方式来控制位置和速度。但正因为是开环控制,负载位置对控制回路没有反馈,
步进电机就必须正确响应每次励磁变化。如果励磁频率选择不当,步进电机就不能够移动到新的位置。负载实际的位置相对于控制器所期待的位置出现永久误差,即发生失步现象或过冲想象。因此,在步进电机开环控制系统中,如何防止失步和过冲是开环控制系统能否正常运行的关键。
失步和过冲现象分别出现在步进电机启动和停止的时候。一般情况下,系统的极限启动频率比较低,而要求的运行速度往往比较高。如果系统以要求的运行速度直接启动,因为该速度已经超限,启动频率而不能正常启动,起则发生丢步,重则根本不能启动,产生堵转。系统运行起来后,如果达到终点时立即停止发送脉冲,令其立即停止,则由于系统惯性的作用,步进电机会转过控制器所希望的平衡位置。
为了克服步进失步和过冲现象,应该在启动停止时加入适当的加减速控制。我们一般采用:运动控制卡作上位控制单元、具有控制功能的PLC作上位控制单元、单片机作上位控制单元来控制运动加减速可以克服失步过冲现象。
通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。步进电机有一个技术参数:空载启动频率,即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率。如果在脉冲频率高于空载启动频率,步进电机不能正常启动,可能发生丢步或堵转现象。在有负载的情况下,启动频率应更低。如果要使电机高速转动,脉冲频率应该有一个合理的加速过程,即启动频率较低,然后按一定加速度升到所希望的高频(电机转速从低速升到高速)。
启动频率 = 启动转速 × 每转多少步。空载启动转速就是步进电机不通过加减速不负载直接转动起来。当步进电机转动时,电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高,反向电动势越大。在它的作用下,电机随频率(或速度)的增大而相电流减小,从而导致力矩下降。
假设:需要减速器的总的输出转矩是T1,输出的转速是N1,减速比是5:1,步进电机的步进角度是A,那么电机的转速是:5*(N1),那么电机的输出转矩应该是(T1)/5,电机的工作频率应该是
5*(N1)*360/A,所以你应该看矩频特性曲线:坐标点[(T1)/5,5*(N1)*360/A]是不是在频特性曲线(启动矩频曲线)的下面。如果在矩频曲线的下面,你可以选择这个电机。如果是在矩频曲线上面,则,你不能选择这个电机,因为会失步,或者根本就不能转动。
补充:你是否确定了工作状态,你需要的最大转速确定了吗,如果确定了,那就可以根据上面提供的公式进行计算,(根据转动的最大速度,和负载的大小,你就可以确定你现在选用的步进电机是否适合,如果不适合你也应该知道要选用什么样的步进电机了)。
另外:步进电机在启动了以后,可以在负载不变的情况下,再提高频率,因为步进电机矩频曲线实际上应该有两条的,你有的那条应该是启动矩频曲线,而另外一条是脱出矩频曲线,这条曲线代表的含义是:在启动频率下启动电机,启动完成以后可以增加负载,但电机不会失步的状态;或者是在启动频率下启动电机,在负载不变的情况下,可以适当增加运转速度,但电机不会失步的状态。
关于步距角,比如说你是A-B-C-D-A单四拍控制,那么步距角就是一个A走过的角度,关于最大牵入频率,其指的是A-B之间的间隔频率,手册里给的都是>于某个值,但是在实际应用时感觉应该给的值就是最大值,例如>250PPS,那么A之后的delay就满足1/delay <=250, delay>=4ms,给3ms它走不起来。