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講述步進電機產生噪音的原因
講述步進電機產生噪音的原因
由于步進電機由于結構簡單、控制方便、安全性高、成本低、停止時候力矩大、在低速情況下不需要減速機就可以輸出很大的力矩、相比直流無刷和伺服電機,步進電機不需要復雜的控制算法也不需要編碼器反饋情況下可以實現位置控制.被用在很多要求精確定位的場合,基本上在很多需要移動控制的場合都會用到步進電機如自動化控制、數字化生產如3D、醫療和光學等眾多領域.
步進電機廣泛應用于各個領域，那么，步進電機在工作中有時候會發生噪音，是什么原因呢
步進電機是一種感應電機，其工作原理是利用電子電路將直流電變成分時供電。多相時序控制電流，用這種電流為步進電機供電，步進電機才能正常工作，驅動器就是為步進電機分時供電的，多相時序控制器。
第一，步進電機的振動噪音
由步進電機本體引起的原因：
1、齒槽轉矩。
2、定子與端蓋的剛性不夠。
3、激磁電源的高次諧波成分。
4、各部分配合松動。
5、線圈本身的位移。
6、轉子偏心或動平衡不好。
7、軸承預緊力不合適。
8、與安裝機械和負載系統的共振。
9、傳動系統(齒輪嚙合的不平衡等)。
10、徑向吸引力引起的轉子變形產生的振動噪音。
11、線圈及磁路的不平衡，及機械結構的不對稱。
如何使步進電機實現完全的靜音?
盡管高細分能解決大部分情況下的低頻震動;先進的電流控制PWM斬波模式比如TRINAMIC的SpreadCycle算法,這些在硬件上的作用很大程度上減少震動和顫動,這也滿足了大部分的應用,也適合高速運動.但是基于電流控制的斬波模式,還是會存在可聽得見的噪音和振動,主要是由于電機線圈的不同步,檢測電阻上幾毫伏的調節噪音和PWM時基誤差,這些噪音和振動在一些高端應用場合也是不被允許的,緩慢運行或中速運動的應用,以及任何不允許有噪音和場合.
TRINAMIC的StealthChop算法也是通過硬件來實現的,從根本上使步進電機靜音,但是Stealthchop功能如何影響了步進電機?為什么電機不會出現噪音和震動?Stealthchop采用一種與基于電流反饋電壓調制模式如SpeadCycle完全不同的方法.而是采用基于電壓斬波模式一種新技術,該技術保證了電機的靜音和平穩平滑運動.
TMC5130-一款小體積,精巧的步進電機驅動控制芯片,帶有StealthChop模式.TRINAMIC改進了調制模式.為了最大限度降低電流波動對動態性能的影響,TMC5130采用基于電流反饋來控制電壓調制,這允許系統自適應電機的參數和運行電壓.來自直接電流控制回路算法引起的微小震蕩被消除.
