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步進電機抖動原因和規避電機共振區方法(MAANG)
2022年2月17日

當步進電機轉動時出現抖動這是一種常見現象,當出現這種情況可以同過一下方式進行規避


1、馬達選小了,慣量不夠,更換相應型號的馬達
2、電流設小了,將電流設成對應值
3、旋鈕未調,將旋鈕調至相應的檔位了
4、處于共振區,建議調節細分或繞開此區
5、馬達接線錯誤主要是把引線馬達引線接對



      步進電機振動區原理。步進電機在輸入驅動脈沖之后,轉動時就會發生振動,當轉子的固有振動頻率與驅動頻率一致的時候就會發生共振現象,振動如果越變越大,電機就會發生失步而停止的現象甚至會發生錯步或者逆轉的現象,步進電機的共振頻步進電機均有固定的共振區域,二、四相感應子式步進電機的共振區一般在180-250pps之間(步距角1.8度)或在400pps左右(步距角為0.9度),電機驅動電壓越高,電機電流越大,負載越輕,電機體積越小,則共振區向上偏移,反之亦然,為使電機輸出電矩大,不失步和整個系統的噪音降低,一般工作點均應偏移共振區。率通常是在100~200H附近。


步進電機共振區的規避方法


(1)增加阻尼
機械阻尼器(無論是內部粘性阻尼器還是外部阻尼設備)都可以通過改變系統的慣性來消除或減少步進電機的共振,從而改變電機的共振頻率。
如果電動機確實發生共振,則阻尼器會吸收一些振動能量,這些振動能量是在電動機振蕩并固定在步進位置時產生的。
(2)精確控制流向電機的電流,比如在電機驅動中串聯電阻Rs,會減小電機繞組時間常數,從而使換相變得迅速。
(3)加減速箱
在步進電機上增加減速箱電機將需要以更高的速度運行,從而避開其共振頻率范圍,達到低速輸出速度。
(4)減少步距角
步距角X脈沖頻率=電機轉速,較小的步距角轉子轉至下一個位置所需的轉矩較小,因此電流的積累和衰減不再那么大,并且可以減少過沖。可以微步進或使用五相相步進電機來實現,五相步進電機通過將定子和轉子齒之間的偏移減小到齒距的1/10來減小電機的步距,從而獲得0.72度的步進角,但是成本高,減少步進電動機共振的廣泛方案是減小電機的步距角。通過電子驅動器將每個步細分成較小的增量,一般不用整步,1.8°半步細分=0.9°,相應脈沖頻率從200脈沖/圈提高到400;1.8度16個細分=0.1125°,脈沖頻率=3200脈沖/圈,驅動器的作用就使步進電機運行更加平穩。
(5)如果還是不能解決步進電機低速時出現抖動和噪音,可以將步進電機換成伺服電機,伺服電機的性能可以很好的解決噪音以及振動的問題,相應的成本會增加。



參考文章:

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