無刷步進(jìn)電機(jī)的振蕩和失步是—種普遍存在的現(xiàn)象，它影響應(yīng)用系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此要盡力去避免。

1、振 蕩

無刷步進(jìn)電機(jī)的振蕩現(xiàn)象主要發(fā)生于：

無刷步進(jìn)電機(jī)工作在低頻區(qū);

無刷步進(jìn)電機(jī)工作在共振區(qū);

無刷步進(jìn)電機(jī)突然停車時(shí)。

1)低頻振蕩：

當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作在低頻區(qū)時(shí)，由于勵(lì)磁脈沖間隔的時(shí)間較長，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)表現(xiàn)為單步運(yùn)行。

當(dāng)勵(lì)磁開始時(shí)，轉(zhuǎn)子在電磁力的作用下加速轉(zhuǎn)動(dòng)。在到達(dá)平衡點(diǎn)時(shí)。電磁驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零，但轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速最大.由于慣性，轉(zhuǎn)子沖過平衡點(diǎn)。這時(shí)電磁力產(chǎn)生負(fù)轉(zhuǎn)還，轉(zhuǎn)子在負(fù)轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)速逐漸為零，并開始反向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)過平衡點(diǎn)后。電磁力又產(chǎn)生正轉(zhuǎn)矩，迫使轉(zhuǎn)子又正向轉(zhuǎn)動(dòng)。如此下去，形成轉(zhuǎn)子圍繞平衡點(diǎn)的振蕩。由于有機(jī)械摩擦和電磁阻尼的作用，這個(gè)振蕩表現(xiàn)為衰減振蕩、最終穩(wěn)定在平衡點(diǎn)。

2) 低頻共振：

當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的脈沖頻率接近步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的固有振蕩頻率或振蕩頻率的分頻或倍頻時(shí)，會(huì)使振蕩加劇，嚴(yán)重時(shí)造成失步。

當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作在高頻區(qū)時(shí)，由于換相周期短，轉(zhuǎn)子來不及反沖。同時(shí)。繞組中的電流尚未上升到穩(wěn)定值，轉(zhuǎn)子沒有獲得足夠的能量，所以在這個(gè)上作區(qū)中不會(huì)產(chǎn)生振蕩。

2、失 步

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的失步原因有2種：

1)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速慢于旋轉(zhuǎn)磁場的速度、或者說慢于換相速度。

例：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，如果脈沖的頻率較高，由于電動(dòng)機(jī)來不及獲得足夠的能量，轉(zhuǎn)子無法跟上旋轉(zhuǎn)磁場的速度，所以引起失步。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有一個(gè)啟動(dòng)頻率。超過啟動(dòng)頻率啟動(dòng)時(shí)，肯定會(huì)產(chǎn)少失步。注意：啟動(dòng)頻率不是一個(gè)固定值.提高電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、減小負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、減小步距角都可以提高步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)頻率。

2)轉(zhuǎn)子的平均速度大于旋轉(zhuǎn)磁場的速度。這主要發(fā)生在制動(dòng)和突然換向時(shí)，轉(zhuǎn)子獲得過多的能量，產(chǎn)生嚴(yán)重的過沖，引起失步。

3、消除振蕩——阻尼方法：機(jī)械阻尼法和電子阻尼法

機(jī)械阻尼法比較單一，就是在電動(dòng)機(jī)軸上加阻尼器，電子阻尼法則有多種：

1)多相勵(lì)磁法

多相勵(lì)磁會(huì)產(chǎn)生電磁阻尼，削弱或消除振蕩現(xiàn)象，如電動(dòng)機(jī)的雙三拍和六柏方式。

2)變頻變壓法

步進(jìn)電機(jī)在高頻和在低頻時(shí)轉(zhuǎn)子所獲得的能量不一樣。在低頻時(shí)，繞組中的電流上升時(shí)間長，轉(zhuǎn)子獲得的能量大，因此容易產(chǎn)生振蕩，在高頻時(shí)則相反。所以，可以設(shè)計(jì)一種電路，使電壓隨頻率的降低而減小，這樣使繞組在低頻時(shí)的電流減小，可以有效地消除振蕩。

3)細(xì)分步法

將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組中的穩(wěn)定電流分成若干級，每進(jìn)一步，電流升一級，也相對地提高步進(jìn)頻率，使步進(jìn)過程平穩(wěn)進(jìn)行。

4)反相阻尼法——用于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)

在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子要過平衡點(diǎn)之前，加一個(gè)反向作用力以平衡慣性力，使轉(zhuǎn)子到達(dá)平衡點(diǎn)時(shí)速度為零，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確制動(dòng)。例如，三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作在單三拍，正處于B拍，并希望它停在C拍，則控制換相B-C-B-C,第二個(gè)B拍起平衡慣性力作用，而不是讓電動(dòng)機(jī)走一步。