步进电动机失步原因分析及其解决方法 

    步进电动机与驱动电路组成的开环数控系统，因其简单的结构、低廉的价格和可靠的
性能，在经济型数控机床中得到了广泛应用，在我国机床行业的数控化进程中占有重要

 

的地位。

    对经济型数控舰床在加工过程中，引起步进电动机失步的原因进行了全面分析，并提

 

出了相应的解决方法。

    步进电动机与驱动电路组成的开环数控系统，因其简单的结构、低廉的价格和可靠的性
能，在经济型数控机床中得到了广泛应用，在我国机床行业的数控化进程中占有重要的

 

地位。步进电动机经常被用于精确定位的场合，因而保证电动机不发生失步至关重要。

    

 

失步及其危害

    步进电动机正常工作时，每接收一个控制脉冲就移动一个步距角，即前进一步。若连续
地输入控制脉冲，电动机就相应地连续转动。步进电动机失步包括丢步和越步。丢步时，
转子前进的步数小于脉冲数；越步时，转子前进的步数多于脉冲数。一次丢步和越步的步
距数等于运行拍数的整数倍。丢步严重时，将使转子停留在一个位置上或围绕一个位置振
动，越步严重时，机床将发生过冲。步进电动机是开环进给系统中的一个重要环节，其性
能直接影响着数控系统的性能。电动机失步会影响数控系统的稳定性和控制精度，造成数

 

控机床加工精度下降。

    

 

失步原因及解决方法

    1

 

．转子的加速度慢子步进电动机的旋转磁场

    转子的力 n 速度慢于步进电动机的旋转磁场，即低于换相速度时，步进电动机会产生
失步。这是因为输入电动机的电能不足，在步进电动机中产生的同步力矩无法使转子速度
跟随定子磁场的旋转速度，从而引起失步。由于步进电动机的动态输出转矩随着连续运行
频率的上升而降低，因而，凡是比该频率高的工作频率都将产生丢步。这种失步说明步进
电动机的转矩不足，拖动能力不够。解决方法：①使步进电动机本身产生的电磁转矩增大。
为此可在额定电流范围内适当加大驱动电流；在高频范围转矩不足时，可适当提高驱动
电路的驱动电压；改用转矩大的步进电动机等。②使步进电动机需要克服的转矩减小。为
此可适当降低电动机运行频率，以便提高电动机的输出转矩；设定较长的加速时间，以

 

便转子获得足够的能量。

    2

 

．转子的平均速度高于定子磁场的平均旋转速度

    转子的平均速度高于定子磁场的平均旋转速度，这时定子通电励磁的时间较长，大于
转子步进一步所需的时间，则转子在步进过程中获得了过多的能量，使得步进电动机产
生的输出转矩增大，从而使电动机越步。当用步进电动机驱动那些使负载上、下动作的机
构时，更易产生越步现象，这是因为负载向下运动时，电动机所需的转矩减小。解决方法：

 

减小步进电动机的驱动电流，以便降低步进电动机的输出转矩。