步进电机及驱动常见故障分析与处理

步进电机发热原因分析，及处理方法步进电机启动后会有一个抑制转动作用的工作电流，就像是电梯悬停在半空中的状态。

就是这个电流，会引起电机发热，这个是正常现象。

1.原因一步进电机最有意义的一个优点就是在开环系统里可以实现精确的控制。

开环控制意味着不需要关于(转子)位置方面的反馈信息。

这种控制避免了使用昂贵的传感器以及象光学编码器这样的反馈设备，因为只需要跟踪输入的步进脉冲就可以知道(转子)的位置。

最近部分客户向我们山社电机工程师反映步进电机也容易出现发热的问题，那么遇到这种情况该怎么解决呢?1、减少步进电机发热，减少发热就是减少铜损和铁损。

减少铜损有两个方向，减少电阴和电流，这就要求在选型时尽量选择电阻小和额定电流小的电机，对两相步进电机，能用串联的电机就不用并联电机，但是这往往与力矩和高速的要求相抵触。

2、对于已经选定的电机，则应充分利用驱动器的自动半流控制功能和脱机功能，前者在电机处于静态时自动减少电流，后者干脆将电流切断。

3、另外，细分步进电机驱动器由于电流波形接近正弦，谐波少，电机发热也会较少。

减少铁损的办法不多，电压等级与之有关，高压驱动电机虽然会带来高速特性的提升，但也带来发热的增加。

4、应当选择合适的驱动电机电压等级，兼顾高带性、平稳性和发热、噪音等指标。

2.原因二步进电机发热虽然一般不会影响电机的寿命，对大多数客户没必要理会。

但是严重时会带来一些负面影响。

如步进电机内部各部分热膨胀系数不同导致结构应力的变化和内部气隙的微小变化，会影响步进电机的动态响应，高速会容易失步。

又如有些场合不允许步进电机的过度发热，如医疗器械和高精度的测试设备等。

因此对步进电机的发热应当进行必要的控制。

电机发热的原因有这几个方面：1、驱动器所设的电流比电机的额定电流大。

步进电机失步处理方法步进电机是一种常见的电机类型，具有精度高、控制方便等优点，广泛应用于各种领域。

但是，在使用步进电机时，时常会遇到步进电机失步的问题，这就需要我们在日常应用时合理处理。

下面，我们就来仔细讨论一下步进电机失步的处理方法。

一、检查电机驱动器和线路：步进电机的运转是由驱动器来实现的，因此，我们首先需要检查驱动器是否正常，以及线路是否连接正确。

可以更换电机驱动器或调整电机线路，确保连接正确，能够避免由于外界干扰或者连接错误导致的失步问题。

二、更换电机型号：如果对于所使用的电机型号来说，输出扭矩过小时，步进电机很容易就会失步。

因此，更换适当的电机型号是一种解决方式。

在选择电机型号的时候，我们要注意电机的输出扭矩、步数角度以及转速等参数。

三、增加等待时间：有时候，步进电机可能会失步在步骤变化的交界面。

我们可以通过增加等待时间的方式来解决这类问题。

这样能够保持电机的持续运转，同时在转向时，减缓步进电机的速度。

在机器运行时通过参数设置来控制等待时间，可以避免电机失步的情况。

四、增加电机驱动电流：适当调整电机驱动器的参数，增加电机驱动电流，能够提高电机的输出扭矩，从而避免电机失步的情况。

但是要注意驱动电流不能超过电机额定电流，否则会损坏电机。

五、改变步进电机的饱和磁阻：通过改变步进电机饱和磁阻，可以改善步进电机失步的情况，提高步进电机的输出扭矩。

但是要注意不要将磁阻改得过低，否则会造成电机电流过大，从而导致电机失步。

总之，步进电机失步的处理方法有很多，我们需要根据具体的情况进行选择。

在平时应用中，我们要注意保持电机的正常运转，避免外部干扰，及时发现并解决步进电机失步的问题。

只要采取正确的处理方式，我们就能够顺利地完成使用步进电机的各项任务。

步进电机常见问题及解决办法：一，如何控制步进电机的方向？1、可以改变控制系统的方向电平信号2、可以调整电机的接线来改变方向，具体做法如下：对于两相电机，只需将其中一相的电机线交换接入驱动器即可，如A+和A-交换。

对于三相电机，将相邻两相的电机线交换，如：A,B,C三相，交换A,B两相就可二，步进电机振动大，噪声也很大，什么原因？遇到这种情况是因为步进电机工作在振荡区，解决办法：1、改变输入信号频率CP来避开振荡区。

2、采用细分驱动器，使步距角减少，运行平滑些。

三，为什么步进电机通电后，电机不运行？有以下几种原因会造成电机不转：1、过载堵转（此时电机有啸叫声）2、电机是否处于脱机状态3、控制系统是否有脉冲信号给步进电机驱动器，接线是否有问题四，步进电机抖动，不能连续运行，怎么办？遇到这种情况，首先检查电机的绕组与驱动器连接有没有接错检查输入脉冲信号频率是否太高，是否升降频设计不合理。

五、混合式步进电机驱动器的脱机信号FREE一般在什么情况下使用?当脱机信号FREE为低电平时，驱动器输出到电机的电流被切断，电机转子处于自由状态（脱机状态）。

在有些自动化设备中，如果在驱动器不断电的情况下要求直接转动电机轴（手动方式），就可以将FREE信号置低，使电机脱机，进行手动操作或调节。

手动完成后，再将FREE信号置高，以继续自动控制。

六、如何选择步进电机驱动器供电电源？确定驱动器的供电电压，然后确定工作电流；供电电源电流一般根据驱动器的输出相电流I来确定。

如果采用线性电源，电源电流一般可取I的1.1～1.3倍；如果采用开关电源，电源电流一般可取I 的1.5～2.0倍。

七、如何选择步进电机驱动器供电电压？步进电机驱动器，都是宽压输入，输入电压很大的范围可以选择；电源电压通常根据电机的工作转速和响应要求来选择。

如果电机工作转速较高或响应要求较快，那么电压取值也高，但注意电源电压的纹波不能超过驱动器的最大输入电压，否则可能损坏驱动器。

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。

步进电机的选型及故障处理一、步进电机概述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，多相时序控制器虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机，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。

因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。

步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制系统中。

随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。

通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（即步进角）。

您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

1、步进电机的主要特点1．一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。

2．步进电机外表允许的最高温度。

步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点；一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的甚至高达摄氏200度以上，所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。

3．步进电机的力矩会随转速的升高而下降。

步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。

在它的作用下，电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。

4．步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声。

步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。

步进电动机失步原因分析及解决方法2007-7-5 18:38:00 来源：中国自动化网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。

步进电机一些常见问题及其解决方案1、如何控制步进电机的方向？1）、可以改变控制系统的方向电平信号。

2）、可以调整电机的接线来改变方向，具体做法如下：对于两相电机，只需将其中一相的电机线交换接入驱动器即可，如A+和A-交换。

对于三相电机，将相邻两相的电机线交换，如：A,B,C三相，交换A,B 两相就可2、步进电机振动大，噪声也很大，什么原因？遇到这种情况是因为步进电机工作在振荡区，解决办法：1）、改变输入信号频率CP来避开振荡区。

2）、采用细分驱动器，使步距角减少，运行平滑些。

3、为什么步进电机通电后，电机不运行？有以下几种原因会造成电机不转：1）、过载堵转（此时电机有啸叫声）2）、电机是否处于脱机状态3）、控制系统是否有脉冲信号给步进电机驱动器，接线是否有问题4、步进电机抖动，不能连续运行，怎么办？遇到这种情况，首先检查电机的绕组与驱动器连接有没有接错检查输入脉冲信号频率是否太高，是否升降频设计不合理。

5、混合式步进电机驱动器的脱机信号FREE一般在什么情况下使用?当脱机信号FREE为低电平时，驱动器输出到电机的电流被切断，电机转子处于自由状态（脱机状态）。

在有些自动化设备中，如果在驱动器不断电的情况下要求直接转动电机轴（手动方式），就可以将FREE信号置低，使电机脱机，进行手动操作或调节。

手动完成后，再将FREE信号置高，以继续自动控制。

6、如何选择步进电机驱动器供电电源？确定驱动器的供电电压，然后确定工作电流；供电电源电流一般根据驱动器的输出相电流I来确定。

如果采用线性电源，电源电流一般可取I的1.1～1.3倍；如果采用开关电源，电源电流一般可取I 的1.5～2.0倍。

7、如何选择步进电机驱动器供电电压？电源电压通常根据电机的工作转速和响应要求来选择。

如果电机工作转速较高或响应要求较快，那么电压取值也高，但注意电源电压的纹波不能超过驱动器的最大输入电压，否则可能损坏驱动器。

如果选择较低的电压有利于步机电机的平稳运行，振动小。

常见步进驱动过程中定位不准的原因及解决办法步进驱动已其价格较低、应⽤简便，在各类⾃动化设备中得到⼴泛应⽤，但步进驱动系统是开环系统，在应⽤步进驱动过程中发现“定位不准”现象。

⼀般有以下⼏⽅⾯原因引起步进驱动出现‘定位不准’现象：1.初始速度太⾼，加速度太⼤，引起丢步，甚⾄堵转；2.控制脉冲有效沿设置不当，导致改变⽅向时丢脉冲，表现为往任何⼀个⽅向都准，但步进电机往复运动时就产⽣累计偏差，并且往复次数越多偏得越多；3.控制器受变频器等负载的影响，发送的控制信号被⼲扰，引起步进电机误动作；4.控制信号线受设备其他信号的影响，引起步进电机误动作；5.驱动器受⼲扰信号影响，引起误动作；6.选择步进电机⼒矩偏⼩，在加速或⾼速时出现丢步；7.在⽤同步带的场合软件补偿太多或太少，导致定位不准；8.控制器发出的脉冲宽度较窄，步进驱动器的控制脉冲带宽较窄，导致⾼速时出现丢步；9.步进电机的温升较⾼，导致输出⼒矩下降，连续运⾏时出现丢步；10.软件有缺陷。

针对以上出现的步进电机‘定位不准’现象的产⽣原因与解决办法如下：1、由于步进电机的固有特性决定初速度不能太⾼，尤其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。

解决办法如下：调低控制器发出的初始速度和降低加速度；驱动器对控制指令进⾏FIR滤波处理，深圳市英纳仕电⽓有限公司推出EZM系列步进驱动器可对控制指令进⾏灵活滤波，确保在⾼初始速度和⾼加速时，步进电机不丢步。

2、电机正转和反转之间应有⼀定的间隙时间，若没有，易引起因反向加速度太⼤导致过冲过冲；3、⼀般的步进驱动器对⽅向和脉冲信号都有⼀定的要求，如：⽅向信号在第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；4、步进电机⼒矩不够时，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，提⾼⾃⾝的抗⼲扰能⼒，常见措施：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；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；设备之间最好⽤光电隔离器件进⾏信号传送，在条件许可下，脉冲和⽅向信号最好⽤差分⽅式加光电隔离进⾏信号传送。

步进电机驱动器常常用于点胶机，电脑绣花机，数控机床，自动送料系统等设备上面，是一些机械设备必不可少的组件。

因为用途广泛所以工业用量就非常大，量大自然出现故障的概率就高。

那么步进电机驱动的一些常见问题和解决方法有哪些呢？常见故障及解决办法1、步进电机一直处于一个自由的状态，说明MF信号正常，出现这种情况的解决方法，我们就要去调整MF信号电路，让MF信号电路处于一个正常状态。

常见故障及解决办法2、步进电机出现丢步的现象，这个时候就先去看看屏蔽线是不是松掉了，有没有接地，查看细分是不是正确的设置了，如果电流小也有可能在这个时候加大电流，来解决这个问题。

常见故障及解决办法3、报警出现指示灯亮，这种情况下，就需要去检查电压，还有检查电源。

还有一种可能就是步进电机驱动器损坏了，需要换新的步进电机驱动器。

常见故障及解决办法4、电源灯可以正常的亮TM灯不会亮或者一直亮，这个时候可能是信号电路没有接好的原因，或者是驱动器选型不对。

常见故障及解决办法5、电机的转动方向出现错误，出现这种情况，很可能是线接错了。

如果排除了线接错的问题，那就是电机线出现断路了，或者就是信号可能出现被干扰了，需要去排除这个干扰问题。

常见故障及解决办法6、步进电机驱动器电源灯就是不亮，这可能电源的故障，这个时候我们需要去检查供电的电路电源了是不是有其中的一根线出现断裂了。

常见故障及解决办法7、OC灯可以亮，这个是步进电机驱动器自身的保护，因为可能你的电流过大导致的，需要去看看哪里有问题线路，电源不能太低了，需要重新通电。

常见故障及解决办法8、步进电机轴出来的力矩不够，这种可能就是电流小但是电机过大了导致步进电机损坏了，这种情况需要调大电流。

常见故障及解决办法9、步进电机一直震动是什么原因，可能是信号电压低所导致的，需要去利用电机的的震点去错开这个震动频率然后去容易交换同一相。

常见故障及解决办法10、步进电机堵住转，可能是因为电机的扭矩力太小了，需要去选择大扭矩的电机。

步进电机常见故障及排除【摘要】本文就步进电机实际应用中的常见故障，提出了步进电机的常用检修方法，对步进电机几种典型故障提出了具体的检测、分析和处理方法。

【关键词】步进电机检修典型故障步进电动机是一种用电脉冲信号进行控制，并将电脉冲信号转换成相应的角位移的电动机。

其角位移量与电脉冲数成正比，其转速与电脉冲频率成正比，通过改变脉冲频率就可以调节电动机的转速。

如果停机后某相的绕组仍保持通电状态，则还具有自锁能力。

步进电动机每转一周都有固定的步数，从理论上说其步距误差不会积累。

步进电动机的最大缺点在于其容易失步。

特别是在大负载和速度较高的情况下，失步容易发生，同时功率也不太大。

目前，步进电动机主要应用于经济型数控机床的进给驱动，一般采用开环的控制结构。

也有的采用步进电动机驱动的数控机床同时采用了位置检测元件。

构成了反馈补偿型的驱动控制结构。

在数控系统中，虽然其种类及规格有多种，结构有所不同，但在运行中常发生起动及运行速度慢、失步现象严重、控制绕组接线错误及运行中常出现绕组短路、开路或击穿等故障。

故障出现后影响了数控系统不能正常工作。

现结合我们长期维护修理所掌握的步进电动机故障情况及采取的排除故障与调试方法介绍如下：1 常用检修方法（1）直观检查法：（目测法）就是用眼睛和其它感觉器官发现故障部位的方法，通过观察便能及时排除许多故障。

（2）万用表法：就是用万用表测量步进电动机绕组的电阻，工作电压，工作电流，与正常值相比较从而确定故障原因的方法。

（3）摇表法：（兆欧表法）就是用摇表测量步进电动机的各项绝缘指标，与正常值相比较来确定故障原因的方法。

（4）波形图法：用示波器观测各主要电路的波形，通过对波形分析来判断故障的方法。

2 典型故障分析2.1 起动和运行速度慢，影响系统同步（1）步进电动机检修时，常要将定子各相控制绕组中串联的小电阻摘下，进行绕组检测和修理，检修后未再接入串联电阻，有时小电阻损坏或失效未更换，造成难起动，运行速度减慢。

步进电机修理方法步进电机是一种在工控系统中常用的电机，特点是精准的定位和驱动控制。

然而，由于长时间使用或其他原因，步进电机有时会出现故障，需要进行修理。

下面将介绍一些步进电机的常见故障和修理方法。

一、步进电机不转或转动不正常1.检查电源首先，检查步进电机的电源是否正常。

检查电源线是否接触良好，电源电压是否正常，以及电源是否存在短路或过载等可能的问题。

2.检查接口线路接下来，检查步进电机的接口线路。

检查电机与控制器之间的连接是否松动，接口线是否破损或接触不良。

可以使用测试仪器来测试接口线路的连通性，或者使用替代的接口线进行测试。

3.检查控制器如果电源和接口线路都正常工作，那么可能是控制器的问题。

检查控制器的设置是否正确，是否存在软件或硬件故障。

可以尝试使用其他控制器来测试步进电机的运行情况。

4.检查驱动器最后，如果以上方法都没有发现问题，那么可能是驱动器的故障。

检查驱动器的连接状态是否正常，是否存在松动或烧毁的现象。

可以尝试更换驱动器或者使用示波器来检测驱动电路的波形。

二、步进电机发热过高1.检查供电电压步进电机发热过高的原因可能是供电电压过高。

检查电源电压是否超过了电机的额定电压，如果是，应及时降低电源电压。

2.减小负载步进电机发热过高也可能是由于负载过大造成的。

检查电机承载能力是否与负载匹配，如果不匹配，应减小负载或更换合适的电机。

3.调整驱动器设置步进电机发热过高还可能是驱动器设置不当所致。

检查驱动器的电流、步进角度、加速度和速度设置是否正确，并进行相应的调整。

4.添加散热器如果以上方法都没有解决问题，可以考虑在步进电机上安装散热器来提高散热效果。

散热器可以通过导热硅脂或导热胶片与电机连接，将电机产生的热量快速散发。

三、步进电机失步1.检查电源频率步进电机失步的原因可能是电源频率不稳定。

检查电源频率是否与电机的额定频率匹配，如果电源频率波动较大，应考虑使用稳压电源。

2.在驱动器中调整步进角度步进电机失步还可能是由于驱动器步进角度设置不合理。