【分享】步進電機失步原因和解決方法

先解釋一下失步這個詞。一般的電機都是三相六拍、五相十拍這兩種。大家是否注意到了，三相六的控制器有三隻LED，五相十拍的有五隻LED。 三相：電機三組繞阻，也就三條線。六拍:三隻LED，循環了兩次才回到起始狀態。 三相的的三隻LED燈每閃動一隻，步進機也就步進了0.1絲，輪換著閃動兩圈也就是0.6絲。

一般電機失步都是缺少了其中一相或者兩相，也就是說有一隻的線路壞了(至於是電機還是控制器壞就要查了)。 這時候我們可以讓電機單步地執行，也就是每步以0.1絲前進，每走一步我們都用手去搖動一下電機，看看是否在鎖定狀態.如果哪只LED亮的時候而電機 沒在鎖定狀態就哪條線路有問題，你可以查遍跟這條線路有關聯的。 先從工具機入手(也就是電機這方面)。關掉所有電源，拆開工具機跟控制器相連的接口，找出這三條線，再找出那條24V的電源線。將萬用表打至電阻擋，將 這三條跟24V線一一對量。正常狀況下應該有8.5歐姆左右的電阻，也有的電機電阻有大小的，總之哪條線如果電阻跟其他的不對的.就那條線有可能有問題 了。 如果電機方面檢測的結果都是對的，你就要用同樣的方法去檢測控制器方面的。 如果檢測的結果是電機有問題，就沿著你檢測出的這條線去檢測電機。如果你比較幸運，是線斷了話，接上就可以了，不幸運的話就得換電機了。 如果是控制器方面的問題，你也沿著檢測出的這條線一直往上查.就可以知道了。要解決失步，先要弄清楚失步的原因，這方面的文章有很多了，我就不囉嗦。

說下實際調機過程碰到的：

1.電機轉矩不夠，負載能力差。今天就碰到因氣管太硬，彈性不好，形變困難，導致電機拖不動。

2.速度曲線有問題，步進電機本身就是工作在低速段，根據負載的不同要仔細調校加減速。

3.電壓太低，響應慢。通常在安全的前提下，電壓高些會少很多麻煩。

4.散熱不好，導致磁力下降。冷機時試機正常，運行一段時間後發生丟步就要考慮散熱問題了。

對經濟型數控艦床在加工過程中，引起步進電動機失步的原因進行了全面分析，並提出了相應的解決方法。

步進電動機與驅動電路組成的開環數控系統，因其簡單的結構、低廉的價格和可靠的性能，在經濟型數控工具機中得到了廣泛應用，在我國工具機行業的數控化進程中佔有重要的地位。步進電動機經常被用於精確定位的場合，因而保證電動機不發生失步至關重要。

失步及其危害

步進電動機正常工作時，每接收一個控制脈衝就移動一個步距角，即前進一步。若連續地輸入控制脈衝，電動機就相應地連續轉動。步進電動機失步包括丟步和 越步。丟步時，轉子前進的步數小於脈衝數；越步時，轉子前進的步數多於脈衝數。一次丟步和越步的步距數等於運行拍數的整數倍。丟步嚴重時，將使轉子停留在 一個位置上或圍繞一個位置振動，越步嚴重時，工具機將發生過衝。步進電動機是開環進給系統中的一個重要環節，其性能直接影響著數控系統的性能。電動機失步會 影響數控系統的穩定性和控制精度，造成數控工具機加工精度下降。

失步原因及解決方法

1．轉子的加速度慢子步進電動機的旋轉磁場

轉子的力n速度慢於步進電動機的旋轉磁場，即低於換相速度時，步進電動機會產生失步。這是因為輸入電動機的電能不足，在步進電動機中產生的同步力矩無 法使轉子速度跟隨定子磁場的旋轉速度，從而引起失步。由於步進電動機的動態輸出轉矩隨著連續運行頻率的上升而降低，因而，凡是比該頻率高的工作頻率都將產 生丟步。這種失步說明步進電動機的轉矩不足，拖動能力不夠。解決方法：①使步進電動機本身產生的電磁轉矩增大。為此可在額定電流範圍內適當加大驅動電流； 在高頻範圍轉矩不足時，可適當提高驅動電路的驅動電壓；改用轉矩大的步進電動機等。②使步進電動機需要克服的轉矩減小。為此可適當降低電動機運行頻率，以 便提高電動機的輸出轉矩；設定較長的加速時間，以便轉子獲得足夠的能量。

2．轉子的平均速度高於定子磁場的平均旋轉速度

轉子的平均速度高於定子磁場的平均旋轉速度，這時定子通電勵磁的時間較長，大於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，使得步 進電動機產生的輸出轉矩增大，從而使電動機越步。當用步進電動機驅動那些使負載上、下動作的機構時，更易產生越步現象，這是因為負載向下運動時，電動機所 需的轉矩減小。解決方法：減小步進電動機的驅動電流，以便降低步進電動機的輸出轉矩。

3．步進電動機及所帶負載存在慣性

由於步進電動機自身及所帶負載存在慣性，使得電動機在工作過程中不能立即起動和停止，而是在起動時出現丟步，在停止時發生越步。解決方法：通過一個加 速和減速過程，即以較低的速度起動，而後逐漸加速到某一速度運行，再逐漸減速直至停止。進行合理、平滑的加減速控制是保證步進驅動系統可靠、高效、精確運 行的關鍵。

4．步進電動機產生共振

共振也是引起失步的一個原因。步進電動機處於連續運行狀態時，如果控制脈衝的頻率等於步進電動機的固有頻率，將產生共振。在一個控制脈衝周期內，振動 得不到充分衰減，下一個脈衝就來到，因而在共振頻率附近動態誤差最大並會導致步進電動機失步。解決方法：適當減小步進電動機的驅動電流；採用細分驅動方 法；採用阻尼方法，包括機械阻尼法。以上方法都能有效消除電動機振蕩，避免失步現象發生。

發電機在運行中失去勵磁電流，使轉子的磁場消失，叫做發電機失磁。而失步是指轉子的轉速不再和定子磁場的同步轉速一致。

電力系統發生失步時有以下現象：

1，定子電流表指針來回劇烈晃動，並有超正常值現象；

2，電壓表指針激烈地擺動，通常電壓值降低；

3，有功功率表和無功功率表指針在全盤擺動；

4，轉子電流（勵磁電流）表指針在正常值附近擺動；

5，頻率與轉速忽上忽下，發電機發出「嗚」聲，其節奏和指針的擺動一致。

發電機失步時處理：

1.增加發電機勵磁，其作用是增加定、轉子間的拉力，使發電機教易被拉入同步；

2.若是一臺發電機失步，可適當降低它的有功出力，以利於恢復同步。

3.若按以上方法進行處理，經2－3分鐘後仍未進入同步，應將發電機從系統中解列。

發電機的異步運行指發電機失去勵磁後進入穩態的異步運行狀態。

發電機失磁時,勵磁電流逐漸衰減為零,發電機電勢相應減小,輸出有功功率隨之下降,原動機輸入的拖動轉矩大於發電機輸出的制動轉矩,轉子轉速增加,功角逐 步增大,這時定子的同步旋轉磁場與轉子的轉速之間出現滑差。定子電流與轉子電流相互作用,產生異步轉矩。與此對應,定、轉子之間由電磁感應傳送的功率稱為 異步功率,隨功角的增大而增大;同時原動機輸入功率隨功角增大而減小,當兩者相等時,發電機進入穩定異步運行狀態。

發電機異步運行主要有兩個問題,其一,對發電機本身有使轉子發生過熱損壞的危險;其二,對系統而言,此時發電機不僅不向系統提供無功反而要向系統吸收無功,勢必引起系統電壓的顯著下降,造成系統的電壓穩定水平大大降低。