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    怎么樣避SEW電機共振區(qū)?

    發(fā)布時間: 2022-03-03  點擊次數(shù): 1090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,F(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,從而導致聽得見的噪聲,振動,并在情況下導致失步或失速。

        SEW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?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問題,相應的成本會增加。

        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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