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步进电机抖动原因和规避电机共振区方法(MAANG)
2022年2月17日

当步进电机转动时出现抖动这是一种常见现象,当出现这种情况可以同过一下方式进行规避


1、马达选小了,惯量不够,更换相应型号的马达
2、电流设小了,将电流设成对应值
3、旋钮未调,将旋钮调至相应的档位了
4、处于共振区,建议调节细分或绕开此区
5、马达接线错误主要是把引线马达引线接对



      步进电机振动区原理。步进电机在输入驱动脉冲之后,转动时就会发生振动,当转子的固有振动频率与驱动频率一致的时候就会发生共振现象,振动如果越变越大,电机就会发生失步而停止的现象甚至会发生错步或者逆转的现象,步进电机的共振频步进电机均有固定的共振区域,二、四相感应子式步进电机的共振区一般在180-250pps之间(步距角1.8度)或在400pps左右(步距角为0.9度),电机驱动电压越高,电机电流越大,负载越轻,电机体积越小,则共振区向上偏移,反之亦然,为使电机输出电矩大,不失步和整个系统的噪音降低,一般工作点均应偏移共振区。率通常是在100~200H附近。


步进电机共振区的规避方法


(1)增加阻尼
机械阻尼器(无论是内部粘性阻尼器还是外部阻尼设备)都可以通过改变系统的惯性来消除或减少步进电机的共振,从而改变电机的共振频率。
如果电动机确实发生共振,则阻尼器会吸收一些振动能量,这些振动能量是在电动机振荡并固定在步进位置时产生的。
(2)精确控制流向电机的电流,比如在电机驱动中串联电阻Rs,会减小电机绕组时间常数,从而使换相变得迅速。
(3)加减速箱
在步进电机上增加减速箱电机将需要以更高的速度运行,从而避开其共振频率范围,达到低速输出速度。
(4)减少步距角
步距角X脉冲频率=电机转速,较小的步距角转子转至下一个位置所需的转矩较小,因此电流的积累和衰减不再那么大,并且可以减少过冲。可以微步进或使用五相相步进电机来实现,五相步进电机通过将定子和转子齿之间的偏移减小到齿距的1/10来减小电机的步距,从而获得0.72度的步进角,但是成本高,减少步进电动机共振的广泛方案是减小电机的步距角。通过电子驱动器将每个步细分成较小的增量,一般不用整步,1.8°半步细分=0.9°,相应脉冲频率从200脉冲/圈提高到400;1.8度16个细分=0.1125°,脉冲频率=3200脉冲/圈,驱动器的作用就使步进电机运行更加平稳。
(5)如果还是不能解决步进电机低速时出现抖动和噪音,可以将步进电机换成伺服电机,伺服电机的性能可以很好的解决噪音以及振动的问题,相应的成本会增加。



参考文章:

链接:https://www.jianshu.com/p/bd9608ee1464


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