KWALIFIKACJA ELM3 - CZERWIEC 2007

PYTANIE NR 25.
Silnik krokowy (skokowy) nie reaguje na próbę zmiany prędkości obrotowej. Przyczyną wadliwej pracy silnika jest prawdopodobnie
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Prędkość silnika krokowego wynika z częstotliwości impulsów sterujących (liczby kroków na sekundę). Jeśli po zmianie zadanej prędkości nie ma reakcji, najbardziej prawdopodobne jest, że sterownik nie zmienia częstotliwości generowanych impulsów. Pozostałe przyczyny zwykle dają inne objawy (drgania, gubienie kroków, przegrzewanie).

Pełne wyjaśnienie:

W silniku krokowym ruch powstaje przez wykonywanie kolejnych kroków, a każdy krok jest wyzwalany impulsem sterującym (np. sygnałem typu STEP). Dlatego prędkość obrotowa zależy przede wszystkim od tego, jak często te impulsy są podawane, czyli od częstotliwości impulsów (kroki/s). Jeśli operator lub program próbuje zmienić prędkość, a silnik "nie reaguje", to w pierwszej kolejności podejrzewa się, że w torze sterowania nie nastąpiła realna zmiana częstotliwości sygnału impulsowego.

Dlaczego "brak zmiany częstotliwości impulsów ze sterownika" jest poprawny?
Gdy częstotliwość pozostaje stała, liczba kroków wykonywanych w jednostce czasu też pozostaje stała, więc prędkość nie zmienia się mimo zmiany nastawy w systemie nadrzędnym (np. w HMI, PLC, programie CNC). To jest bezpośrednia i typowa przyczyna braku reakcji na zmianę prędkości.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne w tym opisie objawu?

  • Niewłaściwa kolejność impulsów (sekwencja faz) zwykle powoduje: brak płynnego ruchu, drgania, niewłaściwy kierunek obrotów lub niestabilną pracę. To nie jest typowy mechanizm "braku reakcji na zmianę prędkości" – częściej silnik zachowuje się błędnie już przy stałej prędkości.
  • Zbyt duże obciążenie najczęściej skutkuje gubieniem kroków, zatrzymywaniem się przy większych prędkościach albo spadkiem powtarzalności pozycjonowania. Zwykle widać zmianę zachowania przy zmianie częstotliwości (np. szybciej zaczyna gubić kroki), a nie całkowity brak reakcji.
  • Zbyt duże napięcie zasilania może prowadzić do przegrzewania, uszkodzeń sterownika/uzwojeń lub nienormalnej pracy, ale sama zmiana prędkości w sterowaniu nadal wynika z częstotliwości impulsów. To bardziej przyczyna awarii/termiki niż selektywnie "braku reakcji na zmianę prędkości".

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w treści pojawia się "zmiana prędkości" w silniku krokowym, pierwszym skojarzeniem powinna być zmiana częstotliwości impulsów (a nie napięcia). Dopiero później analizuje się obciążenie, rampy przyspieszania i poprawność sekwencji sterowania.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Prędkość wynika z liczby kroków w czasie. Im wyższa częstotliwość impulsów (kroki/s), tym szybciej wirnik wykonuje kolejne kroki, a więc rośnie prędkość obrotowa. Zmiana prędkości w praktyce oznacza zmianę częstotliwości sygnału STEP (lub równoważnego).
Jeśli sterownik w rzeczywistości generuje impulsy z tą samą częstotliwością, to silnik wykonuje wciąż tyle samo kroków na sekundę. Nawet gdy zmienisz nastawę w programie/PLC, efektu nie będzie, jeśli parametr nie dociera do generatora impulsów albo nie jest przez niego używany.
Najpierw sprawdź, czy na wejściu sterownika lub na wyjściu generatora pojawia się sygnał o zmiennej częstotliwości (np. oscyloskopem). Potem zweryfikuj konfigurację: tryb pracy, limity prędkości, rampy przyspieszania oraz to, czy zmiana parametru jest rzeczywiście wykonywana w programie sterującym.
Błędna sekwencja faz (lub błędne podłączenie uzwojeń) często powoduje drgania, brak płynnego ruchu, cofanie się, zły kierunek albo "buczenie" bez obrotu. To zwykle problem jakości/komutacji kroków, a nie typowy przypadek braku reakcji na zmianę zadanej prędkości.
Może pośrednio: przy dużym obciążeniu silnik może gubić kroki lub zatrzymywać się przy wyższych częstotliwościach. Jednak zwykle obserwujesz zmianę zachowania wraz ze zmianą częstotliwości (np. pogorszenie przy przyspieszaniu), a nie całkowity brak reakcji na zmianę nastawy.
To częsty błąd przeniesiony z silników DC. W krokowym prędkość jest głównie funkcją częstotliwości kroków. Napięcie wpływa raczej na dynamikę prądu w uzwojeniach, dostępny moment przy wyższych prędkościach i straty cieplne, ale nie jest podstawowym parametrem zadawania prędkości.
Ustaw pomiar częstotliwości lub zmierz okres sygnału prostokątnego na linii STEP. Następnie zmień zadaną prędkość w sterowaniu. Jeśli okres/częstotliwość na ekranie pozostaje taki sam, oznacza to, że generator impulsów nie reaguje na zmianę nastawy albo zmiana nie dociera do tego punktu układu.
DIR zwykle odpowiada za kierunek, a STEP za prędkość (częstotliwość). Jeśli zmieniasz prędkość, a rusza tylko kierunek lub nie ma zmian, sprawdź, czy modyfikujesz właściwy sygnał/parametr. Pomylenie logiki DIR/STEP w programie to częsta przyczyna problemów.
Przy mikrokroku jeden "krok logiczny" ma mniejszy kąt, więc dla tej samej częstotliwości impulsów rzeczywista prędkość kątowa może być inna (bo liczba mikrokroków na obrót rośnie). Dlatego zawsze uwzględnia się ustawienia mikrokroku w przeliczeniu częstotliwość ↔ obr/min.
Najczęstsze są: mylenie sterowania częstotliwością z regulacją napięciem, ignorowanie roli ramp przyspieszania (silnik nie nadąża i gubi kroki) oraz niedostrzeganie, że "brak reakcji" sugeruje problem w torze sterowania (brak zmiany sygnału), a nie wyłącznie problem mechaniczny.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 54% zdających egzamin. trudne

Według specjalistów z branży: "Prędkość silnika krokowego wynika z częstotliwości impulsów sterujących (liczby kroków na sekundę)."

Źródła:

  • Texas Instruments, "Stepper Motor Basics" (application report SLVA321 lub równoważny dokument TI o podstawach silników krokowych) – zależność prędkości od częstotliwości kroków, https://www.ti.com/lit/ (dostęp do bazy TI) - accessed 2026-02-18
  • Trinamic (Analog Devices), dokumentacja ogólna dot. sterowania STEP/DIR i zależności prędkości od częstotliwości impulsów, np. strona produktowa i materiały aplikacyjne, https://www.analog.com/en/products/motion-control-software/trinamic.html - accessed 2026-02-18
  • Wikipedia (PL), "Silnik krokowy" – opis zasady działania i sterowania, https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_krokowy - accessed 2026-02-18

Materiały:

  • Noty aplikacyjne producentów sterowników silników krokowych (STEP/DIR, mikrokrok, rampy)
  • Podręczniki z podstaw napędów elektrycznych i automatyki (rozdziały o silnikach krokowych)
  • Dokumentacje sterowników/driverów (np. opis wejść STEP, DIR, ENA oraz zależności prędkości od częstotliwości)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego