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    步進電機振動大噪聲也很大的原因(步進電機噠噠噠響怎么解決)

    2022-11-09??瀏覽次數:1

    如何降低步進電機的振動和噪聲?電機的振動和噪音是一大故障。

    與驅動電路有關的方法

    步進電機的振動噪聲是由驅動電路引起的,原因如下:

    1.定子電流的高次諧波含量(細分期間產生)。

    2.不平衡相電流,尤其是非恒流控制狀態。

    3.電源波動。

    4.勵磁電流波形。

    其中(1)的高次諧波是主要原因。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。因此,驅動電流最好是正弦波。接近正弦波的驅動方式包括步進電機細分步進驅動。

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    步進電機的振動噪音由步進電機本體引起的原因如下:

    1.勵磁電源的高次諧波成分。

    2.齒槽轉矩

    3.徑向引力引起的轉子變形引起的振動噪音。

    4.定子和端蓋剛性不夠。

    5.線圈和磁路不平衡,機械結構不對稱。

    6.各部分配合寬松。

    7.線圈本身的位移。

    8.轉子偏心或動平衡不好。

    9.軸承預載荷不合適。

    此外,應考慮以下原因:

    1.與安裝機械和負載系統共振。

    2.傳動系統(齒輪嚙合不平衡等。).

    步進電機的噪聲主要是由高次諧波產生的電磁力、定子剛性不足、定子主極對轉子的吸引力、定子微小變形等引起的。定子多主極剛度與噪聲的關系如上圖所示。定子的主極吸引轉子使定子輕微變形,這也是產生噪音的原因。兩相HB型有8個主極。定子的主極數在兩相中為4、8和16,在三相中為3、6、9和12。一般主極數越多,低速扭矩越低,高速響應能力越好,線圈越小,振動噪聲越好。以伺服步進電機(VR步進電機)為例,介紹了降低振動和噪聲的方法。定子的主極數為三相6極或三相12極。通過分析徑向引起的振動,可以得到降低噪聲的解決方案??梢钥闯?,6個極有6個局部磁場變化,12個極有12個局部磁場變化。但12極的變化比6極小,所以產生的振動小。HB步進電機,主極數越多,繞線時間越長,成本越高,但增加主極數是降低振動聲的手段。

    微調定子齒結構是降低勵磁磁通中高次諧波的有效手段,使轉子齒相對于定子齒的節距為不等角1、62等。不同的角度方法可以降低磁通和齒槽轉矩的高次諧波。

    電機為兩相時,齒槽轉矩由四次諧波組成,設計時主要考慮四次諧波。定子和轉子之間齒距的微小變化降低了部分交聯磁通量和螺旋角特性的峰值扭矩。目前銷售的兩相步進電機,除制動等方面外,一般都采用微調距離或改變形狀來降低齒槽轉矩。

    以兩相步進電機為例,齒槽轉矩扭曲了螺旋角特性。兩相電機的齒槽轉矩為槳距角特征周期的1/4,即成為四次諧波。定子電流和永磁轉子磁通的槳距角特性的理論值是虛線所示的正弦波。這條曲線與齒槽轉矩產生的四次諧波疊加,合成為粗線描述的畸變轉矩曲線。如果俯仰角特性失真,就會變成非正弦波,導致位置定位精度變差,振動和噪聲增大。齒槽轉矩的相位由定子和轉子齒之間的相對位置關系決定。定子和轉子齒間的微小位置偏差,使得各齒產生的四次諧波相位發生微小變化,起到相互抵消的作用,從而降低齒槽轉矩。

    安裝減震器可以降低噪音

    步進電機安裝在機器上時,可在固定電機處放置硬橡膠等減震設備,防止與底板共振。這種方法降噪效果明顯,應用廣泛。具體方法有兩種:一種是用幾毫米厚的硬橡膠將安裝步進電機的前鋼板夾成夾層狀態,作為步進電機的前連接板;另一種是把兩塊鋼板像三明治一樣用硬橡膠連接起來,放在步進電機和安裝設備之間。這些被稱為器件減震器,降噪效果明顯,但步進電機依靠安裝底板散熱,橡膠材料導熱性能差,要注意電機的溫升。

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