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步進電機驅動電路中振動和噪聲的原因有哪些?

發布時間:2023-05-11 18:06:35人氣:

 步進電機具有結構簡單、易于控制、安全性高、成本低、轉矩大等優點。步進電機作為一種高性能的數字電氣元件,廣泛應用于各種開環控制系統中。但是步進電機有個缺點,就是低速時噪音大。噪聲和諧振主要來自驅動電路和諧振機械結構。


 步進電機驅動電路中振動和噪聲的原因


 (1)定子電流的高次諧波含量


 (2)兩相電流不平衡,尤其是恒壓驅動方式


 (3)電源電壓波動


 (4)勵磁電流波形


 噪聲的主要原因是高次諧波。步進電機采用方波電流驅動,不可避免地含有大量高次諧波,產生振動和噪聲。結合先進的DSP數字智能控制技術,智明設計了高性價比的分頻SR系列驅動器,自動計算步進電機系統的諧振點,調整控制算法,達到抑制諧振的目的。這項技術大大提高了頻率的穩定性,使得在高速下輸出更大的扭矩成為可能。


 通過對低速轉矩脈動的分析,抵消了相應的諧波分量,獲得了穩定的低速運動,降低了振動。為了適應進給電機在工業控制應用中更廣泛的使用,智明還推出了具有通訊功能的ST系列步進電機和STF系列步進電機。


 每個步進電機都有一個共振點。電機每走一步,旋轉部件或轉子就會在停止前圍繞一個新位置擺動。電機振蕩的時間稱為穩定時間。振蕩率與電機每一步的共振頻率相匹配。因此,電機會振動和搖晃。


 為了平穩運行,工程師們試圖設計共振頻率高于或低于運行范圍的電機。大多數故障排除指南建議修改幾個因素以適應應用。例如,增加或減少工作電壓或電流,增加慣性負載或使用更高的步進分辨率都會改變電機的諧振頻率。然而,可能無法在不危及整體設計的情況下充分改變操作參數來改善性能。


 在這種情況下,最好使用阻尼器。阻尼器用于降低共振、噪聲和改善步進電機系統的響應時間。它們安裝在電機和機器之間,通過用吸能橡膠吸收沖擊來減少沖擊脈沖和耗散共振中的動能。這可以大大提高系統的穩定性,消除噪音,在低速時實現更穩定的運動,在高速時提供更大的扭矩利用率。當執行快速點對點移動時,阻尼器可以增強系統的瞬態響應并減少穩定時間。這提高了控制精度。

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