故障排除基础知识：步进电机

您可以执行的故障排除级别取决于您对系统的了解。这篇博文提供了步进电机系统故障排除的基础知识。

您应该了解的第一件事是命令步进电机移动的整个系统。在下图中，我们展示了一个主控制器、一个脉冲发生器、一个步进电机驱动器和一个步进电机。

蓝色箭头显示带有脉冲输入型驱动器的系统配置，而绿色箭头显示带有存储数据型驱动器的系统配置。由于存储数据型驱动器包含存储运动数据和参数的内置控制器，因此可以取消电机控制器(脉冲发生器)。

系统中各设备的作用：

主机控制器- 也称为可编程逻辑控制器 (PLC) 或人机界面 (HMI)。这是整个操作的大脑，它处理信息并通过物理连接或网络命令将命令输出到带有 I/O 的控制器。

控制器- 传统上称为脉冲发生器。该设备向驱动器输出数字方波脉冲并控制步进电机轴的运动。每个脉冲都是电机轴上的增量“步进”。以 Hz 为单位的脉冲速度控制电机轴的速度。

驱动器——又称步进电机的放大器。该设备用电流为步进电机供电并确定相励磁顺序。有些驱动器比其他驱动器更智能，因为它们还包括可以存储运动数据的控制器。

电机- 这是连接负载的步进电机。它只是做它被告知要做的任何事情。

以下是使用步进电机时可能出现的最常见问题的示例。

电机不动，或者没有保持力矩。

电机转动，但运行不正常。

电机运动，但存在位置误差。

在对步进电机系统进行故障排除时，应检查系统中所有可能影响操作的组件。下图显示了连接到驱动器时的所有组件。由于是存储数据型驱动器，因此不需要电机控制器(脉冲发生器)，可以直接与PLC或HMI等上位控制器*²连接。

排除故障的秘诀是从最常见的原因开始，然后从那里缩小可能的原因。我们将向您展示如何操作，但首先，我们需要检查最明显的问题。

基本检查“我的马达不动了。”

电源打开了吗?

除电机外，所有设备都应有一个 LED 指示开启状态。检查步进电机是否有保持力矩。如果是，则电机通电。

有报警吗?

如果警报 LED 闪烁，请计算连续闪烁的次数，然后参阅操作手册以了解有关警报代码的更多信息。

电机连接是否正确?

确保步进电机的所有电线都连接到驱动器上的正确端子。即使断开一个绕组或电机引线，步进电机仍会工作，但不正常。会出现扭矩不足，噪音和振动过大。

电机坏了吗?

有两件事可以检查电机是否损坏。滚珠轴承和电机绕组。

提示检查轴承损坏很容易。首先，将电机与负载和驱动器断开，然后尝试用手转动轴。但是，请确保引线没有相互接触，因为它会“锁定”相位并防止电机旋转。

简单实验：将所有导线绞在一起，然后尝试用手转动轴。

由于转子包含稀土磁铁，您会在转动轴时感觉到齿槽转矩，它会从一个磁场断开到另一个磁场。这个是正常的。如果轴旋转没有任何问题，或者你没有感觉到过度的摩擦，那么滚珠轴承是好的。如果轴承损坏，轴将很难转动。在这种情况下，更换电机。

对于齿轮步进电机，变速箱中还有一个滚珠轴承。然而，用手转动齿轮箱轴需要更大的扭矩。由于负载安装在齿轮箱上，齿轮箱轴承会先于电机轴承断裂。

问题1电机不动，或者没有保持力矩。

要使步进电机旋转，必须满足以下两点：

电机有励磁

驱动器接收脉冲

当步进电机被激励时，这意味着它通过驱动器的电流输出通电。电流与转矩成正比，因此没有电流，电机就没有动力产生保持转矩或旋转。您可以通过感觉电机轴上是否存在保持扭矩来确认这一点。有了保持力矩，你应该很难用手转动电机轴。

为了使步进电机具有励磁，

电源(驱动器)已打开。

电机绕组无损坏。

驱动器向电机输出正确的电流量。

审核编辑：汤梓红