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如何確定減速步進電機共振頻率,減少步進減速電機共振的解決方案!

發布時間:2022-05-24 16:15:45點擊量:

 每個減速步進電機都有一個共振點,有時電機振動會影響電機性能和電機壽命。了解消除電機振動的可能解決方案非常重要。減速步進電機具有轉子可以移動到的隱蔽位置。由于轉子慣性,當減速步進電機邁出一步時,它會在到達目標點之前稍微過沖目標并振蕩。當電機連續運轉時,轉子的振蕩會帶有一定的頻率。一旦頻率與電機固有頻率相匹配,振蕩就會變成共振并產生噪音。當共振超過定子和轉子之間的磁場時,電機可能會失去同步。電機諧振頻率可以通過以下等式建模:

如何確定減速步進電機共振頻率,減少步進減速電機共振的解決方案!(圖1)

 其中K是扭矩剛度,J是慣性。通過調整參數可以減少電機振動。下面簡要介紹減振方法以及它們如何消除共振。避免共振的方法有很多:只需改變運行速度或微步進即可。以下列表概述了不同的共振降低方法。一般來說,改變電機運行參數是避免共振的首選,因為這些方法很容易實現。


 電機操作:


 ·嘗試不同的運行速度

 ·微步進

 ·電流變化(如果客戶可以犧牲電機扭矩輸出)

 ·實施機械阻尼器

 ·改變負載慣量


 電機物理參數:


 ·改變電機電感

 ·改變轉子慣量

 ·改變電機氣隙

 ·實現R繞組,T接法


 每種方法的更詳細說明如下:


 電氣設置


 1.避免接近或以諧振頻率換向


 共振通常發生在一定的電機運行速度下。當運行速度與共振速度匹配時,會發生振動,從而影響電機性能。避免共振的最簡單方法是簡單地改變運行速度,這樣電機就不會達到共振點。


 2.更精細步長的微步可減少振蕩


 減速步進電機中的線圈將離散地通電,因此電機的轉子會由于磁通量的快速變化而趨于過沖。通過減少線圈的激勵能量,微步進可以更平穩地移動定子磁通。這樣可以減少振動和減少噪音,并消除共振。微步進不僅是減少共振的好方法,還可以用來提高減速步進電機的定位精度。


 3.降低電流以降低扭矩剛度(dτ/dθ)


 電機會以較低的電流輸入產生較小的扭矩。因此,將產生較少的能量來移動轉子(即較低的dτ/dθ,扭矩剛度)。許多低速應用程序將運行更順暢。但是,減少輸入到電機的電流會導致扭矩輸出減少。當電機有足夠的扭矩裕度時,此方法將起作用。


 4.調整驅動電流衰減參數


 很多時候,快速的電流衰減會減少振動和共振。當驅動器切換電流方向時,電流會以瞬態方式衰減,剩余電流會干擾設置到另一個方向的電流。緩慢的電流衰減會導致更大的轉矩脈動,因此會發生更多的振動。快速電流衰減可以消除電機驅動器發出的兩個電流信號之間的干擾,減少電機運行時的振動。

如何確定減速步進電機共振頻率,減少步進減速電機共振的解決方案!(圖2)

 5.增加電感會使諧波頻率降低


 電機運行時,諧振會在電機繞組中感應出交流電流,交流電流會干擾流過繞組的直流電流。通過增加電感,電機繞組將能夠抵消諧振,或降低諧振頻率。


 6.實現兩相R繞組

 7.實現T型連接

 8.增加相數

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