步進電機是一種離散運動的裝置,它和現代數字控制技術有著本質的聯系。在目前國內的數字控制系統中,步進電機的應用十分廣泛。為了適應數字控制的發展趨勢,運動控制系統中大多采用步進電機作為執行電動機。步進電機在慢速運轉時會產生震動現象,也就是低速時的低頻振動現象,那么產生此現象的原因是什么呢及解決方法是什么呢?
低頻振動是指由慣性力引起的裝置的振動,其振動頻率一般小于100Hz。振動頻率與負載情況和驅動器性能有關,一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現象對于機器的正常運轉非常不利。當步進電機工作在低速時,一般應采用阻尼技術來克服低頻振動現象,比如在電機上加阻尼器,或驅動器上采用細分技術等。
低頻振動產生的原因:
一是步進電機的步距分辨率(步距階躍),其次是來自斬波和脈寬調制(PWM)的不良模式反應。
步進電機有一個技術參數:空載啟動頻率,即步進電機在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率,如果脈沖頻率高于該值,電機不能正常啟動,可能發生丟步或堵轉。在有負載的情況下,啟動頻率應更低。如果要使電機達到高速轉動,脈沖頻率應該有加速過程,即啟動頻率較低,然后按一定加速度升到所希望的高頻。
解決低頻振動的方法:
1)如步進電機正好工作在共振區,可通過改變減速比等機械傳動避開共振區;
2)采用帶有細分功能的驅動器,這是常用的、簡便的方法;
3)換成步距角更小的步進電機,如三相或五相步進電機;
4)換成交流伺服電機,幾乎可以完全克服震動和噪聲,但成本較高;
5)在電機軸上加磁性阻尼器,市場上已有這種產品,但機械結構改變較大。
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