怎么样避德国SEW电机共振区？

    怎么样避德国SEW电机共振区？

    德国SEW电机振动是经常遇到的问题，会影响电机的使用寿命，可以通过机械和电磁方面解决。但是低速振动是所有步进电机都存在的正常现象，是什么原因？

    离散的，逐步的运动使步进电机具有的定位能力，这也导致某些不良的性能特征，步进电动机由于转子的惯性而在每一步中自然会表现出较小的振动，这会导致电动机略微超调（或在某些情况下会下冲）步进位置并振荡，直到以正确的步进角“稳定"下来。如果这些振荡的频率与电动机的固有频率相匹配，则会发生共振，从而导致听得见的噪声，振动，并在情况下导致失步或失速。

    步进电机共振区是指，步进电机在固定细分的某款驱动器下测试，在一定范围内，例：驱动器S-245D细分1600时，50~100转/分，电机抖动，超过或低于此速度则无抖动。

    50~100转/分，这个范围就是共振区，上面的任意一个点，都是共振点。

    使用德国SEW电机时一般是避开，如果一定要用低速，可以采取一些措施来降低步进电机系统的共振；我们也尝试通过加工工艺减少共振区范围，比如特殊绕组配置，低惯量转子设计，材料刚性，配合是否松动，结构是否存在不对称等。

    怎么样避开步进电机共振区？

    步进电动机的谐振频率（ω）正比与电机的转矩刚度（K）和惯性（J）之比的平方根，改变任何一个参数都会改变电动机的谐振频率。

    （1）增加阻尼

    机械阻尼器（无论是内部粘性阻尼器还是外部阻尼设备）都可以通过改变系统的惯性来消除或减少步进电机的共振，从而改变电机的共振频率。

    如果电动机确实发生共振，则阻尼器会吸收一些振动能量，这些振动能量是在电动机振荡并固定在步进位置时产生的。

    （2）控制流向电机的电流，比如在电机驱动中串联电阻Rs，会减小电机绕组时间常数，从而使换相变得迅速。

    （3）加减速箱

    在德国SEW电机上增加减速箱电机将需要以更高的速度运行，从而避开其共振频率范围，达到低速输出速度。

    （4）减少步距角

    步距角X脉冲频率=电机转速，较小的步距角转子转至下一个位置所需的转矩较小，因此电流的积累和衰减不再那么大，并且可以减少过冲。可以微步进或使用五相相步进电机来实现，五相步进电机通过将定子和转子齿之间的偏移减小到齿距的1/10来减小电机的步距，从而获得0.72度的步进角，但是成本高，减少步进电动机共振的广泛方案是减小电机的步距角。通过电子驱动器将每个步细分成较小的增量，一般不用整步，1.8°半步细分=0.9°，相应脉冲频率从200脉冲/圈提高到400；1.8度16个细分=0.1125°，脉冲频率=3200脉冲/圈，驱动器的作用就使步进电机运行更加平稳。

    （5）如果还是不能解决步进电机低速时出现抖动和噪音，可以将步进电机换成伺服电机，伺服电机的性能可以很好的解决噪音以及振动的

    步进电机性能除了电机本体外，还会根据驱动方式和控制方法不同而受到很大影响。步进电机的驱动方式又分为整步、半步、细分驱动等模式，常用两相步进电机都是1.8°的步进角，需要200个脉冲转一圈。如果给驱动器200个脉冲，电机转一圈，就叫整步，如果给400个脉冲转一圈，叫半步，再800,1600,3200等等脉冲转一圈，就算细分了，只是细分数不同而已

    步进电机驱动器的三种基本驱动模式：整步、半步、细分驱动。

    步进电机驱动器整步，半步和细分是什么和区别

    整步驱动

    在整步驱动时，步进电机驱动器按脉冲/方向指令对两相步进电机的两个线圈循环激磁（即将线圈充电设定电流），这种驱动方式的每个脉冲将使电机移动一个基本步距角，即1.80度 （标准两相电机的一圈共有200个步距角）

    半步驱动

    两相线圈是周期性进行单相然后双相激磁步进电机将以每个脉冲0.90度的半步方式转动。汉德保步进电机驱动器所有整/半步式驱动器均能整步、半步驱动，由驱动器的拨码开关选择，与整步进式相比，半步式具有精度高一倍，低速振动小的。因此，在实际使用整/半步驱动器时，通常采用半步模式。

    步进电机驱动器细分

    驱动器设置细分驱动方式有两个：低速振动小，定位精度高。对于需要低速运行(即电机轴有时工作转速低于60转/分)或定位精度低于0.90度的步进应用中，细分步进电机驱动器被广泛使用，其基本原理是根据正弦和余弦步控制电机两个线圈的电流，使步进角的距离可分为若干个细分，例如16个细分的驱动方式可使每圈200个标准步进的步进电机达到每圈25000步进的高运行精度。

    细分驱动方式是降低振动极为的方法，但是有以下要点需要注意：

    细分驱动在低速运行时效果越好，如果输入频率太快，对细分波形来说，由于不能得到希望的电流波形，会使电机跟踪精度变差。

    理论上细分数越多，降低振动的效果越，但实际到8细分是效果变化并不大。通过实际测试不同细分数的电流波形和电机转动角，我们发现8细分与16细分以上不会果的差别。细分的角度虽然能定位，但其精度不高，因此定位控制时，用细分的2相或1相导通方式来定