怎么樣避德國SEW電機共振區(qū)？

    德國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。

    步進電機共振區(qū)是指，步進電機在固定細分的某款驅(qū)動器下測試，在一定范圍內(nèi)，例：驅(qū)動器S-245D細分1600時，50~100轉(zhuǎn)/分，電機抖動，超過或低于此速度則無抖動。

    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。

    使用德國SEW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）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

    在德國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?？梢晕⒉竭M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)動器將每個步細分成較小的增量，一般不用整步，1.8°半步細分=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

    步進電機性能除了電機本體外，還會根據(jù)驅(qū)動方式和控制方法不同而受到很大影響。步進電機的驅(qū)動方式又分為整步、半步、細分驅(qū)動等模式，常用兩相步進電機都是1.8°的步進角，需要200個脈沖轉(zhuǎn)一圈。如果給驅(qū)動器200個脈沖，電機轉(zhuǎn)一圈，就叫整步，如果給400個脈沖轉(zhuǎn)一圈，叫半步，再800,1600,3200等等脈沖轉(zhuǎn)一圈，就算細分了，只是細分數(shù)不同而已

    步進電機驅(qū)動器的三種基本驅(qū)動模式：整步、半步、細分驅(qū)動。

    步進電機驅(qū)動器整步，半步和細分是什么和區(qū)別

    整步驅(qū)動

    在整步驅(qū)動時，步進電機驅(qū)動器按脈沖/方向指令對兩相步進電機的兩個線圈循環(huán)激磁（即將線圈充電設(shè)定電流），這種驅(qū)動方式的每個脈沖將使電機移動一個基本步距角，即1.80度 （標(biāo)準兩相電機的一圈共有200個步距角）

    半步驅(qū)動

    兩相線圈是周期性進行單相然后雙相激磁步進電機將以每個脈沖0.90度的半步方式轉(zhuǎn)動。漢德保步進電機驅(qū)動器所有整/半步式驅(qū)動器均能整步、半步驅(qū)動，由驅(qū)動器的撥碼開關(guān)選擇，與整步進式相比，半步式具有精度高一倍，低速振動小的。因此，在實際使用整/半步驅(qū)動器時，通常采用半步模式。

    步進電機驅(qū)動器細分

    驅(qū)動器設(shè)置細分驅(qū)動方式有兩個：低速振動小，定位精度高。對于需要低速運行(即電機軸有時工作轉(zhuǎn)速低于60轉(zhuǎn)/分)或定位精度低于0.90度的步進應(yīng)用中，細分步進電機驅(qū)動器被廣泛使用，其基本原理是根據(jù)正弦和余弦步控制電機兩個線圈的電流，使步進角的距離可分為若干個細分，例如16個細分的驅(qū)動方式可使每圈200個標(biāo)準步進的步進電機達到每圈25000步進的高運行精度。

    細分驅(qū)動方式是降低振動極為的方法，但是有以下要點需要注意：

    細分驅(qū)動在低速運行時效果越好，如果輸入頻率太快，對細分波形來說，由于不能得到希望的電流波形，會使電機跟蹤精度變差。

    理論上細分數(shù)越多，降低振動的效果越，但實際到8細分是效果變化并不大。通過實際測試不同細分數(shù)的電流波形和電機轉(zhuǎn)動角，我們發(fā)現(xiàn)8細分與16細分以上不會果的差別。細分的角度雖然能定位，但其精度不高，因此定位控制時，用細分的2相或1相導(dǎo)通方式來定