设备(电机和驱动器)未损坏时,电机扭矩不够。步进电机固定时,影响转矩的主要因素是速度和电流。步进电机的特点是转速越高,转矩越小,电流越小。
步进电机只能用数字信号控制。当向驱动器提供脉冲时,控制系统在短时间内发送的脉冲数量过多,即脉冲频率过高,会导致步进电机失速。要解决这个问题,必须采用加减速。也就是说,步进电机启动时,脉冲频率要逐渐增大,减速时脉冲频率要逐渐减小。这就是我们常说的“加减速”。
步进电机转速根据输入脉冲信号的变化而变化。理论上,如果给驱动器一个脉冲,步进电机就会旋转一个步进角(细分中的细分步进角)。事实上,如果脉冲信号变化太快,由于内部反电动势的阻尼作用,转子和定子之间的磁反应会跟不上电信号的变化,从而导致转子锁定和失步。因此,步进电机高速启动时,需要采用提高脉冲频率速度的方法,停止时,也需要一个降低速度的过程,以保证步进电机的精确定位控制。加速和减速原理是一样的。下面是加速的一个例子:
加速过程中,加速曲线由基频(低于步进电机最高直接启动频率)和跳跃频率(逐渐加速频率)组成(减速过程中则相反)。跳跃频率是指步进电机在基本频率上逐渐增加的频率。这个频率不能太大,否则会出现堵转和失步。加减速曲线一般为指数曲线或修正指数曲线,当然也可以采用直线或正弦曲线。使用单片机或PLC可以实现加减速控制。对于不同的负载和速度,需要选择合适的基频和跳变频率,以达到最佳的控制效果。指数曲线,在软件编程中,计算时间常数存储在计算机内存中,工作时指向选择。步进电机的加减速时间一般在300ms以上。如果加减速时间太短,大多数步进电机很难高速旋转。
电机急停不一定锁死,电机转速最高,步进电机也是。当速度超过步进电机的最高速度时,步进电机会突然停止。
电流的大小会影响扭矩。电流越大,扭矩越大,但电机发热越大。因此,当扭矩足够大时,电流通常被调节到最小电流。如果这种情况下电机产生的热量仍然很大,就需要更换高扭矩的电机。