步进电机振动大噪声也很大的原因(步进电机哒哒哒响怎么解决)

如何降低步进电机的振动和噪声？电机的振动和噪音是一大故障。

与驱动电路有关的方法

步进电机的振动噪声是由驱动电路引起的，原因如下：

1.定子电流的高次谐波含量(细分期间产生)。

2.不平衡相电流，尤其是非恒流控制状态。

3.电源波动。

4.励磁电流波形。

其中(1)的高次谐波是主要原因。步进电机采用方波电流驱动，不可避免地含有大量高次谐波，产生振动和噪声。因此，驱动电流好是正弦波。接近正弦波的驱动方式包括步进电机细分步进驱动。

步进电机的振动噪音由步进电机本体引起的原因如下：

1.励磁电源的高次谐波成分。

2.齿槽转矩

3.径向引力引起的转子变形引起的振动噪音。

4.定子和端盖刚性不够。

5.线圈和磁路不平衡，机械结构不对称。

6.各部分配合宽松。

7.线圈本身的位移。

8.转子偏心或动平衡不好。

9.轴承预载荷不合适。

此外，应考虑以下原因：

1.与安装机械和负载系统共振。

2.传动系统(齿轮啮合不平衡等。).

步进电机的噪声主要是由高次谐波产生的电磁力、定子刚性不足、定子主极对转子的吸引力、定子微小变形等引起的。定子多主极刚度与噪声的关系如上图所示。定子的主极吸引转子使定子轻微变形，这也是产生噪音的原因。两相HB型有8个主极。定子的主极数在两相中为4、8和16，在三相中为3、6、9和12。一般主极数越多，低速扭矩越低，高速响应能力越好，线圈越小，振动噪声越好。以伺服步进电机(VR步进电机)为例，介绍了降低振动和噪声的方法。定子的主极数为三相6极或三相12极。通过分析径向引起的振动，可以得到降低噪声的解决方案。可以看出，6个极有6个局部磁场变化，12个极有12个局部磁场变化。但12极的变化比6极小，所以产生的振动小。HB步进电机，主极数越多，绕线时间越长，成本越高，但增加主极数是降低振动声的手段。

微调定子齿结构是降低励磁磁通中高次谐波的有效手段，使转子齿相对于定子齿的节距为不等角1、62等。不同的角度方法可以降低磁通和齿槽转矩的高次谐波。

电机为两相时，齿槽转矩由四次谐波组成，设计时主要考虑四次谐波。定子和转子之间齿距的微小变化降低了部分交联磁通量和螺旋角特性的峰值扭矩。目前销售的两相步进电机，除制动等方面外，一般都采用微调距离或改变形状来降低齿槽转矩。

以两相步进电机为例，齿槽转矩扭曲了螺旋角特性。两相电机的齿槽转矩为桨距角特征周期的1/4，即成为四次谐波。定子电流和永磁转子磁通的桨距角特性的理论值是虚线所示的正弦波。这条曲线与齿槽转矩产生的四次谐波叠加，合成为粗线描述的畸变转矩曲线。如果俯仰角特性失真，就会变成非正弦波，导致位置定位精度变差，振动和噪声增大。齿槽转矩的相位由定子和转子齿之间的相对位置关系决定。定子和转子齿间的微小位置偏差，使得各齿产生的四次谐波相位发生微小变化，起到相互抵消的作用，从而降低齿槽转矩。

安装减震器可以降低噪音

步进电机安装在机器上时，可在固定电机处放置硬橡胶等减震设备，防止与底板共振。这种方法降噪效果明显，应用广泛。具体方法有两种：一种是用几毫米厚的硬橡胶将安装步进电机的前钢板夹成夹层状态，作为步进电机的前连接板；另一种是把两块钢板像三明治一样用硬橡胶连接起来，放在步进电机和安装设备之间。这些被称为器件减震器，降噪效果明显，但步进电机依靠安装底板散热，橡胶材料导热性能差，要注意电机的温升。