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步进驱动应用中定位不准的原因分析与解决办法

发布时间:2013-07-17 09:55   类型:应用案例   人浏览
 步进驱动已其价格较低、应用简便,在各类自动化设备中得到广泛应用,但步进驱动系统是开环系统,在应用步进驱动过程中发现‘定位不准’现象。
一般有以下几方面原因引起步进驱动出现‘定位不准’现象:
初始速度太高,加速度太大,引起丢步,甚至堵转;
控制脉冲有效沿设置不当,导致改变方向时丢脉冲,表现为往任何一个方向都准,但步进电机往复运动时就产生累计偏差,并且往复次数越多偏得越多;
控制器受变频器等负载的影响,发送的控制信号被干扰,引起步进电机误动作;
控制信号线受设备其他信号的影响,引起步进电机误动作;
驱动器受干扰信号影响,引起误动作;
选择步进电机力矩偏小,在加速或高速时出现丢步;
在用同步带的场合软件补偿太多或太少,导致定位不准;
控制器发出的脉冲宽度较窄,步进驱动器的控制脉冲带宽较窄,导致高速时出现丢步;
步进电机的温升较高,导致输出力矩下降,连续运行时出现丢步;
软件有缺陷。
针对以上出现的步进电机‘定位不准’现象的产生原因与解决办法如下:
1、由于步进电机的固有特性决定初速度不能太高,尤其负载惯量较大情况下,建议初速度在1r/s以下,这样冲击较小,同样加速度太大对系统冲击也大,容易过冲,导致定位不准。解决办法如下:
调低控制器发出的初始速度和降低加速度;
驱动器对控制指令进行FIR滤波处理,深圳市英纳仕电气有限公司推出EZM系列步进驱动器可对控制指令进行灵活滤波,确保在高初始速度和高加速时,步进电机不丢步。
2、电机正转和反转之间应有一定的间隙时间,若没有,易引起因反向加速度太大导致过冲过冲;
3、一般的步进驱动器对方向和脉冲信号都有一定的要求,如:方向信号在第一个脉冲升沿或下降沿(不同的驱动器要求不一样)到来前数微秒被确定,否则会有一个脉冲所运转的角度与实际需要的转向相反,最后故障现象表现为越走越偏,细分越小越明显,解决办法主要用软件改变发脉冲的逻辑或加延时;4、步进电机力矩不够时,适当地增大马达电流,提高驱动器电压(注意选配驱动器)选扭矩大一些的马达;
5、系统的干扰引起控制器或驱动器的误动作,我们只能想办法找出干扰源,降低其干扰能力(如屏蔽,加大间隔距离等),切断传播途径,提高自身的抗干扰能力,常见措施:
用双纹屏蔽线代替普通导线,系统中信号线与大电流或大电压变化导线分开布线,降低电磁干扰能力;
用电源滤波器把来自电网的干扰波滤掉,在条件许可下各大用电设备的输入端加电源滤波器,降低系统内各设备之间的干扰;
设备之间最好用光电隔离器件进行信号传送,在条件许可下,脉冲和方向信号最好用差分方式加光电隔离进行信号传送。在感性负载(如电磁继电器、电磁阀)两端加阻容吸收或快速泄放电路,感性负载在开头瞬间能产生10~100倍的尖峰电压,如果工作频率在20KHZ以上。6、改善步进电机的散热,或选择较大的步进电机,控制电机的温升;
7、当控制信号的脉冲的宽度较窄时,应增加的步进驱动器的响应带宽。
 

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