步进电机故障与维修（步进电机故障分析）

今天给各位分享步进电机故障与维修的知识，其中也会对步进电机故障分析进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！

本文目录一览：

• 1、步进电机失步的原因解决 ***
• 2、步进电机定位失准故障检测与维护软硬件故障？
• 3、怠速步进电机故障怎么修
• 4、步进电机丢步的原因和解决 *** 是什么?
• 5、木工雕刻机步进电机驱动器出现故障解决 *** 有哪些？

步进电机失步的原因解决 ***

步进电机失步（丢步）的原因和对策

步进电机可以根据脉冲数和脉冲频率来对电机实现开环控制位置和速度，是一种便宜、简单好用的控制类电机，在自动化控制领域得到越来越广泛的应用。但由于步进电机不是闭环控制，选型或者使用不当，也会容易出现步进电机失步，也叫步进电机丢步，也就是步进电机没有按照指令到达应该到达的位置，让工程师们很是苦恼。那么，步进电机失步的原因是什么？可以采取哪些对策来避免失步呢？

步进电机失步的原因有很多，在实际应用过程中，需要采取排除法一一分析，才能够找出失步的真正原因，一般导致步进电机失步的原因是下面几种：

1.步进电机本身工作力矩不够，没有足够能力带动负载；

2.步进电机起停的加减速过程不充分，步进电机在加减速过程中失步；

3.步进电机的电源功率不够导致步进电机的输入功率不够引起失步；

4.步进电机的驱动电压不够或者驱动电流设定过低；

5.驱动器或者控制器收到信号干扰；

6.步进电机系统共振引起步进电机带负载能力下降而导致失步；

7.驱动器和控制器的信号不匹配；

8.同步轮或者减速箱的背隙或者来回转到的间隙误差没有在程序上补偿或者补偿值不对；

9.控制程序本身有问题。

针对上面各问题原因，可以分别采取下面对策来改善步进电机失步问题：

1）核算负载的力矩，参考步进电机距频图看看在对应速度下步进电机是不是有足够扭矩能力带动负载，可以换个在对应工作速度下扭矩大的步进电机来对比测试。

2）步进电机的启动阶段就像开手动波的汽车，需要逐步上档而提速，加减速不充分，会导致失步。一般建议负载的转动惯量不要大于步进电机转动惯量的10倍，不然加减速过程会比较漫长。

3）步进电机启动瞬间我们会测试到额定电流1.6倍左右的电流，如果电源功率不够，会让电机里面的有效电流过低，从而带不动负载。建议一般电源留30%以上余量。

4）步进电机需要快速启动或者高速运行，需要驱动电压比较高，工作电流设定值足够大，否则也容易失步。

5）换个型号的驱动器对比看看是不是信号收到干扰，或者看看控制A电机运动，是不是B电机有动作，看看电机是不是收到信号干扰。

6）共振的时候，步进电机及其系统有明显的噪声和震动，速度上升或者下降一定范围，有关现象会明显减轻或者消失，基本可以判断是共振问题。选择合适参数的步进电机，改善驱动器性能或者用减震垫等 物理方式来减振。

7）如果是步进电机驱动器和控制器的信号不匹配，现象是随着时间的推移，位置的偏移量会很均匀地增加。更改驱动器或者控制器的信号识别方式，让两者匹配一致就好了。

8）同步轮或者减速箱由于精度问题，会有一定误差累计，需要在控制程序中做出合理补偿。

9）控制程序导致失步也不少见，需要检查控制程序是不是有问题。

一时找不到问题原因，也有工程师会让步进电机运行一段时间就重新找原点归位，这样会影响设备的工作效率，是没有办法的办法。近年来，闭环步进电机开始流行起来，通过闭环控制来对于实现对于步进电机的完全控制，也是一种解决问题的方案，但成本会高一些。现在一些步进电机驱动芯片可以根据步进电机失步瞬间电流的异常变化来输出步进电机失步的信号。

步进电机定位失准故障检测与维护软硬件故障？

步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的。虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此也经常会出现一些定位不准的故障。

步进电机定位不准一般由以下几方面原因引起：

1、 改变方向时丢脉冲，表现为往任何一个方向都准，但一改变方向就累计偏差，并且次

数越多偏得越多；

2、 初速度太高，加速度太大，引起有时丢步；

3、 在用同步带的场合软件补偿太多或太少；

4、 马达力量不够；

5、 控制器受干扰引起误动作；

6、 驱动器受干扰引起；

7、 软件缺陷；

针对以上问题分析如下：

1、一般的步进驱动器对方向和脉冲信号都有一定的要求，如：方向信号在之一个脉冲上升沿或下降沿（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。

2、由于步进电机特点决定初速度不能太高，尤其带的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。

3、根据实际情况调整补偿参数值，（因为同步带弹性形变较大，所以改变方向时需加一定的补偿）。

4、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，提高自身抗干扰能力，常见措施：

①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。

②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。

③设备之间更好用光电隔离器件进行信号传送，在条件许可下，脉冲和方向信号更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、软件做一些容错处理，把干扰带来影响消除。

步进电机位置定位精度的解决 ***

驱动电路的改善

一、额定电压（电流）驱动：从额定电压降低电压来驱动 步进电机，发现位置定位精度变差。

例如：在空载时，用编码器作为负载，在额定电压（电流）时的精度与低于额定电压（电流）比较，精度变化较大。如上图所示，齿槽转矩使特性畸变的程度依据所加电压而不同，电压越低，齿槽转矩影响越明显。作者经验认为角度精度太差是很麻烦的，会引起测量电压（电流）不准。大家会注意到，转矩与电压有一定关系，而此关系如不同，会使空载时的角度精度变得很差或成为盲点。

二、2相激磁驱动：1相激磁驱动定子齿与转子齿作位置定位。相对2相激磁，由定子的2个相绕组激磁，转子齿磁场与定子磁场平衡，作位置定位。因1相激磁驱动时，其误差精度为各定子相的本身机械精度，而2相激磁误差，由多极位置决定，误差有所缓解，精度变好。特别是纵列型的两相PM型步进电机，1相激磁与2相激磁比较，1相激磁精度会差一些。

三、多步进位置定位：两相步进电机时以2或4步进位置定位驱动；三相步进电机3或6步进位置定位驱动。《步进电机步距角度精度的测量》一文中提到的是两相HB型步进电机的例子，如每4步进位置定位，精度大幅提高。

例如，每1.8°位置定位时，1.8°并非使用全步进，而是使用0.9°的步进电机，以2步进驱动1.8°位置定位，全步进选择0.6°的步进电机，3步进驱动有0.6°×3=1.8°的驱动方式。此种方式可以大大提高精度。

电机的改善

微调定子结构的改善：已知定子的微调结构能改善位置定位精度。以两相电机为例，微调结构，可以降低齿槽转矩，距角特性变为正弦波。三相HB型1.2°的步进电机，六主极无微调，与12主极有微调的全步进驱动时的位置精度比较如下图所示：

1/8细分驱动时的位置定位精度比较如下图所示：

三相12主极微调结构步进电机全步进时，位置定位精度可以改善±2%以内。在细分时，微调结构精度提高近50%。细分步距角精度比全步距角运行的精度大。步距采用8分割时，步距角为1.2°/8=0.15°，以此作为控制计算基准，其精度值当然比全步距角时要高。

三相HB型高分辨率电机的改善：三相HB型步进电机有2相1.8°的1/3，即0.6°的髙分辨率电机，由于驱动芯片可以在市场上买到，所以可以很容易地实现高精度位置定位。

RM型细分时的改善：以HB型步进电机细分的角度，用于位置定位时，其精度会有问题。RM型10细分位置定位时，计算出的位置是线性变化的，微步进细分时的角度精度比较。

怠速步进电机故障怎么修

怠速步进电机故障修理：

1.起动发动机后，使发动机在怠速下运转，手轻靠在步进电机上，此时可 以感觉到有轻微的震动。用诊断仪读取系统数据流，观察发动机怠速时怠速步进 电机步数是否正常（实测水温87℃，怠速750r/min 时，步数参考范围35-70）。 踩下加速踏板，观查发动机转速升高或降低过程中步进电机步数变动是否存在迟 滞现象。

2.当怠速步进电机步数存在异常时，拆下怠速步进电机，观察其前端是否 有积碳。若积碳较多，必须先用清洗剂进行清洗，然后装车试验，如不能排除异 常则按下步操作进行。

3.（拔下插接件）把数字万用表打到欧姆档，两表笔分别接调节器AD、BC 针脚，检查步进电机电路是否存在异常，25℃时额定电阻为53±5.3Ω（实测30℃ 时电阻参考值：49.0Ω - 51.0Ω ）。

4.若怠速步进电机未出现上述故障，则可排除怠速步进电机本身故障。

步进电机丢步的原因和解决 *** 是什么?

步进电机丢步有方面的原因：1、电机的输出力矩不够，步进电机的参数表标注的力矩是静态时额定输出力矩，但步进电机有矩频特性，电机运行速度越高电机输出的力矩越小。在选定电机时，需要考虑电机可能更高运行速度条件下的力矩是否满足，更好适当留一些裕量。如果电机的输出力矩不够，可以考虑选择更大规格的电机，或者适当降低电机运行速度或加减速，或者适当提高电机的工作电压。2、驱动器的控制信号受到电磁干扰，尤其如果是闭环，编码器信号受到干扰，就会出现丢步现象；如果控制信号受到干扰，会出现多走的情况，这种情况，主要从优化电气布线来改善。

木工雕刻机步进电机驱动器出现故障解决 *** 有哪些？

木工雕刻机步进电机驱动器故障应对办法：

故障现象为：一旦启动，驱动器外接保险丝即烧毁，设备不能运行。维修人员在检查时，发现一功率管已损坏，但由于没有资料，弄不清该管的作用，以为是功率驱动的前置推动，换上一功率管，通电后，保险再度被烧，换上的管子亦损坏。

经专业维修人员检查，初始分析是对的，即保险一再熔断，驱动器肯定存在某一不正常的大电流，并检查出一功率管损坏。但对该管的作用没有弄清楚。实际上该管为步进电机电源驱动管，步进电机为高压起动，因而要承受高压大电流。 静态检查，发觉脉冲环形分配器的线路中，其电源到地端的阻值很小，但也没有短路。根据线路中的元器件数量及其功耗分析电源到地端的阻值不应如此之小，因此怀疑线路中已有元器件损坏。

通电检查，发现一芯片异常发热。断电后将该芯片的电源引脚切断，静态检查，电源到地的阻置增大应属正常。测该芯片的电源到地的阻值很小。 查该芯片的型号，为一非标型号，众多手册中没有查到。经线路分析，确认其为该板中的主要元件：环形脉冲分配器。

为进一步确认该芯片的问题，首先换耐压电流功率相当的步进电机电源驱动管，恢复该芯片的电源引脚，用发光二级管电路替代步进电机各绕组作模拟负载。通电后，发光二级管皆亮，即各绕组皆通电，这是不符合线路要求的，输入步进脉冲无反应，因此确认该芯片已损坏。

但是该芯片市场上没有，在驱动器壳体内空间允许的情况下，采用了组合线路即用手头上已有的D触发器和与非门的组合设计了一个环形脉冲发生器， *** 在一个小印制板上，拆除原芯片将小印制板通过引脚装在原芯片的焊盘上。仍用发光二极管作模拟负载，通电后加人步进脉冲按相序依次发光。 拆除模拟负载，接入主机，通电，设备运行正常。

本例说明：维修人员不仅要能分析现象（过流），找出比较明显的原因（功率管损坏），还要能步步深人地分析故障初因（脉冲发生器损坏），并且能运用手头上现有的元器件组合替代难于解决的器件问题。

关于步进电机故障与维修和步进电机故障分析的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。