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步進(jìn)電機(jī)抖動(dòng)原因和規(guī)避電機(jī)共振區(qū)方法(MAANG)
2022年2月17日

當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)抖動(dòng)這是一種常見現(xiàn)象,當(dāng)出現(xiàn)這種情況可以同過(guò)一下方式進(jìn)行規(guī)避


1、馬達(dá)選小了,慣量不夠,更換相應(yīng)型號(hào)的馬達(dá)
2、電流設(shè)小了,將電流設(shè)成對(duì)應(yīng)值
3、旋鈕未調(diào),將旋鈕調(diào)至相應(yīng)的檔位了
4、處于共振區(qū),建議調(diào)節(jié)細(xì)分或繞開此區(qū)
5、馬達(dá)接線錯(cuò)誤主要是把引線馬達(dá)引線接對(duì)



      步進(jìn)電機(jī)振動(dòng)區(qū)原理。步進(jìn)電機(jī)在輸入驅(qū)動(dòng)脈沖之后,轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就會(huì)發(fā)生振動(dòng),當(dāng)轉(zhuǎn)子的固有振動(dòng)頻率與驅(qū)動(dòng)頻率一致的時(shí)候就會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象,振動(dòng)如果越變?cè)酱,電機(jī)就會(huì)發(fā)生失步而停止的現(xiàn)象甚至?xí)l(fā)生錯(cuò)步或者逆轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,步進(jìn)電機(jī)的共振頻步進(jìn)電機(jī)均有固定的共振區(qū)域,二、四相感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)的共振區(qū)一般在180-250pps之間(步距角1.8度)或在400pps左右(步距角為0.9度),電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓越高,電機(jī)電流越大,負(fù)載越輕,電機(jī)體積越小,則共振區(qū)向上偏移,反之亦然,為使電機(jī)輸出電矩大,不失步和整個(gè)系統(tǒng)的噪音降低,一般工作點(diǎn)均應(yīng)偏移共振區(qū)。率通常是在100~200H附近。


步進(jìn)電機(jī)共振區(qū)的規(guī)避方法


(1)增加阻尼
機(jī)械阻尼器(無(wú)論是內(nèi)部粘性阻尼器還是外部阻尼設(shè)備)都可以通過(guò)改變系統(tǒng)的慣性來(lái)消除或減少步進(jìn)電機(jī)的共振,從而改變電機(jī)的共振頻率。
如果電動(dòng)機(jī)確實(shí)發(fā)生共振,則阻尼器會(huì)吸收一些振動(dòng)能量,這些振動(dòng)能量是在電動(dòng)機(jī)振蕩并固定在步進(jìn)位置時(shí)產(chǎn)生的。
(2)精確控制流向電機(jī)的電流,比如在電機(jī)驅(qū)動(dòng)中串聯(lián)電阻Rs,會(huì)減小電機(jī)繞組時(shí)間常數(shù),從而使換相變得迅速。
(3)加減速箱
在步進(jìn)電機(jī)上增加減速箱電機(jī)將需要以更高的速度運(yùn)行,從而避開其共振頻率范圍,達(dá)到低速輸出速度。
(4)減少步距角
步距角X脈沖頻率=電機(jī)轉(zhuǎn)速,較小的步距角轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)至下一個(gè)位置所需的轉(zhuǎn)矩較小,因此電流的積累和衰減不再那么大,并且可以減少過(guò)沖?梢晕⒉竭M(jìn)或使用五相相步進(jìn)電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn),五相步進(jìn)電機(jī)通過(guò)將定子和轉(zhuǎn)子齒之間的偏移減小到齒距的1/10來(lái)減小電機(jī)的步距,從而獲得0.72度的步進(jìn)角,但是成本高,減少步進(jìn)電動(dòng)機(jī)共振的廣泛方案是減小電機(jī)的步距角。通過(guò)電子驅(qū)動(dòng)器將每個(gè)步細(xì)分成較小的增量,一般不用整步,1.8°半步細(xì)分=0.9°,相應(yīng)脈沖頻率從200脈沖/圈提高到400;1.8度16個(gè)細(xì)分=0.1125°,脈沖頻率=3200脈沖/圈,驅(qū)動(dòng)器的作用就使步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)。
(5)如果還是不能解決步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)出現(xiàn)抖動(dòng)和噪音,可以將步進(jìn)電機(jī)換成伺服電機(jī),伺服電機(jī)的性能可以很好的解決噪音以及振動(dòng)的問(wèn)題,相應(yīng)的成本會(huì)增加。



參考文章:

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