步進電機具有結(jié)構(gòu)簡單、易于控制、安全性高、成本低、轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點。步進電機作為一種高性能的數(shù)字電氣元件,廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制系統(tǒng)中。但是步進電機有個缺點,就是低速時噪音大。噪聲和諧振主要來自驅(qū)動電路和諧振機械結(jié)構(gòu)。
步進電機驅(qū)動電路中振動和噪聲的原因
(1)定子電流的高次諧波含量
(2)兩相電流不平衡,尤其是恒壓驅(qū)動方式
(3)電源電壓波動
(4)勵磁電流波形
噪聲的主要原因是高次諧波。步進電機采用方波電流驅(qū)動,不可避免地含有大量高次諧波,產(chǎn)生振動和噪聲。結(jié)合先進的DSP數(shù)字智能控制技術(shù),智明設(shè)計了高性價比的分頻SR系列驅(qū)動器,自動計算步進電機系統(tǒng)的諧振點,調(diào)整控制算法,達到抑制諧振的目的。這項技術(shù)大大提高了頻率的穩(wěn)定性,使得在高速下輸出更大的扭矩成為可能。
通過對低速轉(zhuǎn)矩脈動的分析,抵消了相應(yīng)的諧波分量,獲得了穩(wěn)定的低速運動,降低了振動。為了適應(yīng)進給電機在工業(yè)控制應(yīng)用中更廣泛的使用,智明還推出了具有通訊功能的ST系列步進電機和STF系列步進電機。
每個步進電機都有一個共振點。電機每走一步,旋轉(zhuǎn)部件或轉(zhuǎn)子就會在停止前圍繞一個新位置擺動。電機振蕩的時間稱為穩(wěn)定時間。振蕩率與電機每一步的共振頻率相匹配。因此,電機會振動和搖晃。
為了平穩(wěn)運行,工程師們試圖設(shè)計共振頻率高于或低于運行范圍的電機。大多數(shù)故障排除指南建議修改幾個因素以適應(yīng)應(yīng)用。例如,增加或減少工作電壓或電流,增加慣性負(fù)載或使用更高的步進分辨率都會改變電機的諧振頻率。然而,可能無法在不危及整體設(shè)計的情況下充分改變操作參數(shù)來改善性能。
在這種情況下,最好使用阻尼器。阻尼器用于降低共振、噪聲和改善步進電機系統(tǒng)的響應(yīng)時間。它們安裝在電機和機器之間,通過用吸能橡膠吸收沖擊來減少沖擊脈沖和耗散共振中的動能。這可以大大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,消除噪音,在低速時實現(xiàn)更穩(wěn)定的運動,在高速時提供更大的扭矩利用率。當(dāng)執(zhí)行快速點對點移動時,阻尼器可以增強系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)并減少穩(wěn)定時間。這提高了控制精度。