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如何确定减速步进电机共振频率,减少步进减速电机共振的解决方案!

发布时间:2022-05-24 16:15:45点击量:

 每个减速步进电机都有一个共振点,有时电机振动会影响电机性能和电机寿命。了解消除电机振动的可能解决方案非常重要。减速步进电机具有转子可以移动到的隐蔽位置。由于转子惯性,当减速步进电机迈出一步时,它会在到达目标点之前稍微过冲目标并振荡。当电机连续运转时,转子的振荡会带有一定的频率。一旦频率与电机固有频率相匹配,振荡就会变成共振并产生噪音。当共振超过定子和转子之间的磁场时,电机可能会失去同步。电机谐振频率可以通过以下等式建模:

如何确定减速步进电机共振频率,减少步进减速电机共振的解决方案!(图1)

 其中K是扭矩刚度,J是惯性。通过调整参数可以减少电机振动。下面简要介绍减振方法以及它们如何消除共振。避免共振的方法有很多:只需改变运行速度或微步进即可。以下列表概述了不同的共振降低方法。一般来说,改变电机运行参数是避免共振的首选,因为这些方法很容易实现。


 电机操作:


 ·尝试不同的运行速度

 ·微步进

 ·电流变化(如果客户可以牺牲电机扭矩输出)

 ·实施机械阻尼器

 ·改变负载惯量


 电机物理参数:


 ·改变电机电感

 ·改变转子惯量

 ·改变电机气隙

 ·实现R绕组,T接法


 每种方法的更详细说明如下:


 电气设置


 1.避免接近或以谐振频率换向


 共振通常发生在一定的电机运行速度下。当运行速度与共振速度匹配时,会发生振动,从而影响电机性能。避免共振的最简单方法是简单地改变运行速度,这样电机就不会达到共振点。


 2.更精细步长的微步可减少振荡


 减速步进电机中的线圈将离散地通电,因此电机的转子会由于磁通量的快速变化而趋于过冲。通过减少线圈的激励能量,微步进可以更平稳地移动定子磁通。这样可以减少振动和减少噪音,并消除共振。微步进不仅是减少共振的好方法,还可以用来提高减速步进电机的定位精度。


 3.降低电流以降低扭矩刚度(dτ/dθ)


 电机会以较低的电流输入产生较小的扭矩。因此,将产生较少的能量来移动转子(即较低的dτ/dθ,扭矩刚度)。许多低速应用程序将运行更顺畅。但是,减少输入到电机的电流会导致扭矩输出减少。当电机有足够的扭矩裕度时,此方法将起作用。


 4.调整驱动电流衰减参数


 很多时候,快速的电流衰减会减少振动和共振。当驱动器切换电流方向时,电流会以瞬态方式衰减,剩余电流会干扰设置到另一个方向的电流。缓慢的电流衰减会导致更大的转矩脉动,因此会发生更多的振动。快速电流衰减可以消除电机驱动器发出的两个电流信号之间的干扰,减少电机运行时的振动。

如何确定减速步进电机共振频率,减少步进减速电机共振的解决方案!(图2)

 5.增加电感会使谐波频率降低


 电机运行时,谐振会在电机绕组中感应出交流电流,交流电流会干扰流过绕组的直流电流。通过增加电感,电机绕组将能够抵消谐振,或降低谐振频率。


 6.实现两相R绕组

 7.实现T型连接

 8.增加相数

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