步进电机失步的原因和解决办法有哪些（步进电机失步的原因和解决办法视频）

步进电机正常工作时，每接收到一个控制脉冲，就移动一个步距角，即前进一步。如果连续输入控制脉冲，电机将继续相应地旋转。步进电机失步包括丢步和超步。丢步时，转子前进的步数小于脉冲数；当超过一步时，转子前进的步数大于脉冲数。失步或越步的步数等于跑步节拍数的整数倍。当失步严重时，转子会停留在一个位置或围绕一个位置振动。当失步严重时，机床会出现超调。

缺失步骤的原因及对策

(1)转子的加速度比步进电机的旋转磁场慢

说明：当转子的加速度慢于步进电机的旋转磁场时，即低于换向速度时，步进电机就会失步。这是因为输入电机的电能不足，步进电机中产生的同步扭矩无法使转子转速跟随定子磁场的转速，从而造成失步。由于步进电机的动态输出扭矩随着连续工作频率的增加而减小，任何高于该频率的工作频率都会导致丢步。这种失步表明步进电机扭矩不足，拖动能力不足。

解决方法：A.增大步进电机本身产生的电磁扭矩。为此，可在额定电流范围内适当增大驱动电流；当高频范围扭矩不足时，可适当提高驱动电路的驱动电压。也可采用大扭矩步进电机代替。 b.减小步进电机需要克服的扭矩。为此，可适当降低电机的工作频率，以增大电机的输出扭矩；可以设置较长的加速时间，使转子获得足够的能量。

(2)转子平均转速高于定子磁场平均转速

解释：转子的平均转速高于定子磁场的平均转速。此时定子通电励磁的时间较长，大于转子前进所需的时间。那么转子在步进过程中获得过多的能量，导致步进失败。电机产生的输出扭矩增大，导致电机超步。当步进电机用于驱动上下移动负载的机构时，更容易发生越步。这是因为当负载向下移动时，电机所需的扭矩减小。

解决办法：减小步进电机的驱动电流，以减小步进电机的输出扭矩。

(3)步进电机及其所承载的负载存在惯性。

说明：由于步进电机本身的惯性以及所承载的负载，电机在运行过程中无法立即启动和停止。相反，它在开始时会失去步数，在停止时会越步。

解决方案：通过一个加减速过程，即以较低速度开始，然后逐渐加速到一定速度，然后逐渐减速直至停止。合理、平稳的加减速控制是保证步进驱动系统可靠、高效、准确运行的关键。

(4)步进电机发生共振。解释：共振也是失步的一个原因。当步进电机连续工作时，如果控制脉冲的频率等于步进电机的固有频率，就会发生共振。在一个控制脉冲周期内，在下一个脉冲到达之前振动无法完全衰减。因此，动态误差在谐振频率附近最大，会导致步进电机失去同步。

解决办法：适当减小步进电机的驱动电流；采用细分驱动方式；采用阻尼方法，包括机械阻尼方法。上述方法可以有效消除电机振荡，避免失步现象。

(5) 改变方向时失去脉冲

解释：在任何方向上表现都是准确的，但方向一改变偏差就会累积，而且次数越多偏差越大。

解决方案：一般步进驱动器对方向和脉冲信号都有一定的要求。例如，在第一个脉冲的上升沿或下降沿之前几微秒确定方向信号（不同的驱动器有不同的要求），否则将会有一个脉冲以与实际所需方向相反的角度运行。最终，断层会随着距离越来越远而出现，而且细分越小，断层就越明显。解决方案是使用软件改变脉冲的逻辑或添加延迟。

(6)软件缺陷

解释：控制程序引起失同步的情况并不少见。需要检查控制程序是否有问题。

解决办法：如果一时找不到问题原因，有的工程师会让步进电机运行一段时间，然后再找原点。