简析步进电机丢步原因

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简析步进电机丢步原因

步进电机的转速与脉冲频率成正比，即脉冲频率越高步进电机的转速也越高，但提高了脉冲频率虽然达到了提速作用，却损失了力矩。步进电机丢步根据原因就是负载与扭矩不平衡。

1. 扭矩小于负载：控制脉冲频率过高。

在步进电机供电电源设计好后，定子线圈充电时间常数基本是固定的。假设时间常数是0.02S（0.02S充电到最大值的63%），如果步进电机接受的脉冲周期大于0.04S（占空比为50%，频率小于25HZ），定子线圈即可以获得足够的能量产生足够带动转子的力矩。如果脉冲频率过高，比如50HZ（占空比为50%，脉冲周期小于等于0.02S），定子线圈获得的充电时间才0.01S，少了一半的充电时间，产生的力矩就减少了很多，致使转子跟不上定子旋转磁场的速度，每一步都落后于应该到达的平衡位置，并且距离平衡位置越来越远。积累下来的结果就造成了失步。简单的解决办法：

降低脉冲频率，别认为麻烦，调试步进电机大部分是调节脉冲频率的过程

如果不想因降低频率而造成速度太低，那么加大步进电机供电电流

减轻电机的负载

2. 扭矩大于负载：控制脉冲频率过低。（有些也表现为共振）

控制脉冲频率低，此时转子的速度高于步进电机定子旋转磁场的速度。还以上面的0.02S充电时间常数为例，脉冲频率低，定子线圈充电充分，其产生的力矩就大，此时电机的负载如果较轻，转子就会超过应该到达的平衡位置，定子磁场又要拉转子回到平衡位置，同样其在回平衡位置时又会反越过平衡位置而落后于平衡位置，恰恰此时下一个脉冲到来，于是转子只好在落后于平衡位置的地方开始新一轮的步进。如此循环，同样造成每一步都落后于应该到达的平衡位置，并且距离平衡位置越来越远。积累下来的结果就造成了失步。解决方法：

提高脉冲频率

不想太高速，那么减小步进电机供电电流。

上述两种原因可以通过调整电机驱动IC的衰减模式（快衰减、慢衰减），使得电机定子线圈的充放电达到一个平衡。电机驱动IC的衰减模式（快衰减、慢衰减）还需要学习

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