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怎么樣避SEW電機共振區(qū)？

更新時間： 2022-03-03　　點擊次數(shù)： 1383次

怎么樣避SEW電機共振區(qū)？
SEW電機振動是經(jīng)常遇到的問題，會影響電機的使用壽命，可以通過機械和電磁方面解決。但是低速振動是所有步進電機都存在的正常現(xiàn)象，是什么原因？
離散的，逐步的運動使步進電機具有精確的定位能力，這也導(dǎo)致某些不良的性能特征，步進電動機由于轉(zhuǎn)子的慣性而在每一步中自然會表現(xiàn)出較小的振動，這會導(dǎo)致電動機略微超調(diào)（或在某些情況下會下沖）步進位置并振蕩，直到以正確的步進角“穩(wěn)定"下來。如果這些振蕩的頻率與電動機的固有頻率相匹配，則會發(fā)生共振，從而導(dǎo)致聽得見的噪聲，振動，并在情況下導(dǎo)致失步或失速。
SEW電機共振區(qū)是指，步進電機在固定細(xì)分的某款驅(qū)動器下測試，在一定范圍內(nèi)，例：驅(qū)動器S-245D細(xì)分1600時，50~100轉(zhuǎn)/分，電機抖動明顯，超過或低于此速度則無明顯抖動。
50~100轉(zhuǎn)/分，這個范圍就是共振區(qū)，上面的任意一個點，都是共振點。
使用步進電機時一般是避開，如果一定要用低速，可以采取一些措施來降低步進電機系統(tǒng)的共振；我們也嘗試通過加工工藝減少共振區(qū)范圍，比如特殊繞組配置，低慣量轉(zhuǎn)子設(shè)計，材料剛性，配合是否松動，結(jié)構(gòu)是否存在不對稱等。
怎么樣避開步進電機共振區(qū)？
步進電動機的諧振頻率（ω）正比與電機的轉(zhuǎn)矩剛度（K）和慣性（J）之比的平方根，改變?nèi)魏我粋€參數(shù)都會改變電動機的諧振頻率。
（1）增加阻尼
機械阻尼器（無論是內(nèi)部粘性阻尼器還是外部阻尼設(shè)備）都可以通過改變系統(tǒng)的慣性來消除或減少步進電機的共振，從而改變電機的共振頻率。
如果電動機確實發(fā)生共振，則阻尼器會吸收一些振動能量，這些振動能量是在電動機振蕩并固定在步進位置時產(chǎn)生的。
（2）精確控制流向電機的電流，比如在電機驅(qū)動中串聯(lián)電阻Rs，會減小電機繞組時間常數(shù)，從而使換相變得迅速。
（3）加減速箱
在SEW電機上增加減速箱電機將需要以更高的速度運行，從而避開其共振頻率范圍，達到低速輸出速度。
（4）減少步距角
步距角X脈沖頻率=電機轉(zhuǎn)速，較小的步距角轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)至下一個位置所需的轉(zhuǎn)矩較小，因此電流的積累和衰減不再那么大，并且可以減少過沖。可以微步進或使用五相相步進電機來實現(xiàn)，五相步進電機通過將定子和轉(zhuǎn)子齒之間的偏移減小到齒距的1/10來減小電機的步距，從而獲得0.72度的步進角，但是成本高，減少步進電動機共振的廣泛方案是減小電機的步距角。通過電子驅(qū)動器將每個步細(xì)分成較小的增量，一般不用整步，1.8°半步細(xì)分=0.9°，相應(yīng)脈沖頻率從200脈沖/圈提高到400；1.8度16個細(xì)分=0.1125°，脈沖頻率=3200脈沖/圈，驅(qū)動器的作用就使步進電機運行更加平穩(wěn)。
（5）如果還是不能解決步進電機低速時出現(xiàn)抖動和噪音，可以將步進電機換成伺服電機，伺服電機的性能可以很好的解決噪音以及振動的問題，相應(yīng)的成本會增加。
第一，就是伺服電機的轉(zhuǎn)速要求非常低的情況下，比方說轉(zhuǎn)速要達到10rpm，而且，要求此時滿轉(zhuǎn)矩輸出的話，且長時間工作的話，此時，僅靠伺服本身是無法勝任，就需要配減速機。
第二，就是在變頻器要求轉(zhuǎn)速較低，而且扭矩要求比較大的情況下，也可以通過減速機來實現(xiàn)。比方說，對伺服系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速沒有啥特別的要求，但是，對伺服電機的要求比較大，現(xiàn)在的伺服電機額定扭矩為4N*M，而系統(tǒng)要求達到12N*M，此時，就可以加減速機來實現(xiàn)，一般情況下，加3:1，或者是5:1的減速機，就可以滿足系統(tǒng)要求了。
電機的什么情況下需要配減速機
那么為什么不選擇個大功率的伺服電機呢，既滿足轉(zhuǎn)速低，并且轉(zhuǎn)矩夠？
第一，在頻率極低的情況下，大功率的伺服的扭矩特性也不一定是OK的，比方說，輸出頻率為0.1Hz的時候；
第二，就是成本的問題，伺服電機和伺服驅(qū)動器必須是配套的，伺服電機的功率增大，成本幾乎是倍數(shù)式的增長，所以，從成本來講，是不劃算的

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