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步進電機的常見故障及分析處理

1、步進電機及常見故障
 
步進電機是將電脈衝信號轉變爲角位移或線位移的開環控制元步進電機件。在非超載的情況下,電機的轉速、停止的位置取決於脈衝信號的頻率和脈衝數,而不受負載變化的影響,當步進驅動器接收到一個脈衝信號,它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度,稱爲“步距角”,它的旋轉是以固定的角度一步步運行的。可以通過控制脈衝個數來控制角位移量,從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈衝頻率來控制電機轉動的速度和加速度,從而達到調速的目的。 
 
步進電動機的最大缺點在於其容易失步。特別是在大負載和速度較高的情況下,失步容易發生,同時功率也不太大。在數控系統中,雖然其種類及規格有多種,結構有所不同,但在運行中常發生起動及運行速度慢、失步現象嚴重、控制繞組接線錯誤及運行中常出現繞組短路、開路或擊穿等故障。故障出現後影響了數控系統不能正常工作。
   
2常見故障原因
 
1) 驅動步進電機的脈衝頻率太高,使步進電動機不能響應,發生失步或堵轉。
 
2) 驅動電源不佳而造成步進電機失步。
 
3) 步進電機控制及驅動電路常見的故障有停轉、擺動和不能緊鎖。
 
4) 工作臺負載過重能造成步進電機失步甚至停轉。
 
3、常用檢修方法
 
1)萬用表法:就是用萬用表測量步進電動機繞組的電阻,工作電壓,工作電流。
 
2)搖表法:(兆歐表法)就是用搖表測量步進電動機的各項絕緣指標。
 
3)波形圖法:用示波器觀測各主要電路的波形,通過對波形分析來判斷故障。
 
4、典型故障分析與處理
 
4.1步進電動機運行中失步
 
當步進電動機改變負載運行時,如帶大慣量負載則產生振盪,造成電機在某一運行頻率下,起動丟步或停轉滑步。爲了消除大慣性負載引起失步,可以採用機械阻尼的方法,用以消除或吸收振盪能量;也可以通過加大負載的摩擦力矩的方法,從而改善運行特性,消除失步。
 
4.2開路故障
 
定子控制繞組開路故障,表現爲一種是引線接頭處斷或焊接處全脫焊、假焊,或從某一匝中導線折斷。此故障可採用檢測普通三相電動機斷路方法來檢測,較方便的是用萬用表電阻檔來檢測。
 
4.3短路故障
 
步進電動機定子控制繞組一般爲單根導線繞制的多匝繞組,短路也是匝間短路。檢測方法主要分以下兩步: ①目測法:凡短路的繞組因短路電流大而過熱,繞組導線絕緣層有發黑變脆的糊焦狀,凡有此種情況的爲故障相; ②用在通電運行狀況下,測量各相電流,凡電流大的相爲故障相。
 
4.4擊穿故障
 
擊穿故障的繞組可目測出,也可用兆歐表搖測其絕緣電阻,一般擊穿後繞組將接地,檢測相絕緣電阻爲零者,說明即擊穿又接地。
 
4.5電源裝置故障使步進電動機不能運行
 
電路中電子開關損壞及計數器失靈是常發生的。可採用萬用表及示波器等儀表,對照線路逐段檢測。總之,對電源裝置應經常檢測和調試,防止故障出現,影響電動機正常運行。
 
綜上所述,步進電機儘量應用於低速轉動場景。當應用於較高轉速的場合時,應適當設定電機的勻加速過程和勻減速過程參數,充分利用步進電機低速時的大輸出力矩,順利啓動。避免高速啓停,以免燒燬步進電機組件。 
 
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