步进电机是一种离散运动的装置,它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统中大多采用步进电机作为执行电动机。步进电机在慢速运转时会产生震动现象,也就是低速时的低频振动现象,那么产生此现象的原因是什么呢及解决方法是什么呢?
低频振动是指由惯性力引起的装置的振动,其振动频率一般小于100Hz。振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时,一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。
低频振动产生的原因:
一是步进电机的步距分辨率(步距阶跃),其次是来自斩波和脉宽调制(PWM)的不良模式反应。
步进电机有一个技术参数:空载启动频率,即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率,如果脉冲频率高于该值,电机不能正常启动,可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下,启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动,脉冲频率应该有加速过程,即启动频率较低,然后按一定加速度升到所希望的高频。
解决低频振动的方法:
1)如步进电机正好工作在共振区,可通过改变减速比等机械传动避开共振区;
2)采用带有细分功能的驱动器,这是常用的、简便的方法;
3)换成步距角更小的步进电机,如三相或五相步进电机;
4)换成交流伺服电机,几乎可以完全克服震动和噪声,但成本较高;
5)在电机轴上加磁性阻尼器,市场上已有这种产品,但机械结构改变较大。
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