Як ви мінімізуєте вібрацію крокових двигунів?


10

Я хотів би запускати кроковий двигун на дуже плавній, постійній швидкості, з мінімальними коливаннями як кріплення, що тримає його, так і його вихід. Як запускати кроковий двигун, щоб швидкість залишалася постійною, навіть між кроками?


Також може допомогти гнучке кріплення та приводний вал.
russ_hensel

Чи можете ви оцінити оберти, які ви хочете отримати з цього?
jpc

Після всього зменшення 1/1440 об / хв (1 оберт на день). Це для сидерального монтажу стеження.
Еван Кралл

2
Насправді 1/1436 об / хв (1 об. / Бічний день).
Еван Кралл

Я запитував про самого степпера, але, мабуть, він також буде дуже низьким.
jpc

Відповіді:


15

Що вам потрібно - це синусоїдальний струм.

Іншими словами, ви повинні ставитися до мотора як до традиційного безщіткового мотора, а не до крокового. Для цього потрібні досить спеціалізовані крокові драйвери, і це не просто.

Більш простою альтернативою може бути спробувати мікроступінчастий кроковий двигун, але це не забезпечить вам ідеально плавне обертання.

Дійсно, для ситуацій, коли потрібен надзвичайно плавний обертовий рух, кроковий дійсно є просто неправильною системою управління. Ви повинні використовувати безщітковий двигун змінного струму або хоча б щітковий сервомотор постійного струму.

Ось гідна довідка про способи крокового приводу, дещо контрастна синхронним двигунам змінного струму.


@FakeName, було б чудово, якби у вас були посилання на резервну копію речей. Я знаю, що іноді додає годин для написання відповіді, але думав, що просто зазначу, наскільки вони цінні.
Кортук

Я намагався знайти щось лаконічне. Я не закінчую з відповіддю. Однак, схоже, не так багато інформації про те, щоб зробити крокові двигуни дуже плавними, оскільки більшість серйозних систем управління рухом використовують сервоприводи.
Коннор Вольф

@FakeName, у мене було відчуття, що вам буде важко знайти хороші джерела, я трохи додав нотатку для вас, але зараз я намагаюся залишати їх регулярно, щоб громада повільно рухалася до пошуку посилань.
Кортук

Гарна біла папір. AFAIK, хлопець Geckodrive, також працює над подібною ідеєю.
jpc

@Kortuk - я намагаюся посилатися, коли можу. Деякі речі краще документувати, ніж інші. @jpc - Це мене не дивує. Якщо ви маєте , щоб використовувати степпери, синусоїдальний струм збудження є шлях. Це справді те, що крокові мотори всмоктуються, насправді.
Коннор Вольф

5

Використовуючи повний крок, ротор діє так, як система Spring-Mass , при цьому ротор є масою, а магнітна сила - пружиною. Коли ви переходите від одного кроку до іншого, рух завжди буде грубим. Ротор в значній мірі стрибає з одного кроку на інший і проходить деякий час, поки пружина не притупить енергію ротора, викликаючи невеликі коливання (читайте: грубі руху ).

Ви можете це згладити, використовуючи режим на півкроку, і ви можете додатково компенсувати крутний момент - нелінійність, пор. це посилання

Дотримуючись цієї логіки, ви врешті-решт користуєтеся точним кроком, мікроступінчастим та синусоїдальним рухом. ( Дивіться це посилання для мікро-кроків )

Ще кілька деталей:

Резонансна частота ротора крокового двигуна зазвичай десь близько 50 Гц ... 400 Гц. Коли ви керуєте двигуном у повноетапному режимі з власною механічною резонансною частотою, справи стануть досить поганими, і цілком ймовірно, що ви втратите (перестрибнете) кроки. Для повільних швидкостей корисно залишатися нижче резонансної частоти двигуна. На високих швидкостях намагайтеся виїжджати за межі резонансу якомога швидше, прискорюючи при цьому, і не використовуйте повний крок.


2

Я можу запропонувати лише редуктори, якщо швидкість не є обмежуючим фактором.

Інакше я б пішов на мотори без щіток з деякими відгуками.


1
Редуктори, що означають перемикання двигуна вниз?
Еван Кралл

Я погоджуюся, занадто повільний запуск кроку може зробити його дуже грубим. Запуск двигуна швидше та використання редукторів є хорошим підходом.
Крістофер Біггс

2

Оцініть свою структуру та комбінації збудників для можливості послаблення "акустично-механічно"

Хвильові струми імпульсних квадратних хвиль призводять до високого крутного моменту, але сильного модульованого крутного моменту з багатьма гармоніками. Це неминучий і зменшуючий крутний момент за допомогою мікроступінгової дії або уникнення резонансних частот ....

Таким чином, основою усунення резонансу та гудіння в механічних підсистемах є підвищення резонансної частоти з жорстким шасі і роз'єднання з еластомерними ударними кріпленнями для послаблення резонансу структури або, якщо це неможливо, то додавання в'язкого демпфування. Це якості, які знайдені в конструкції фундаменту землетрусу, корпусах динаміків Bass Reflex та кріпленнях двигуна ротора.

У 80-х роках я тестував крокові двигуни на японських жорстких дисках із ступінчастими, а потім лінійними обертовими рідкоземельними магнітами. Ви можете дізнатися більше від зворотної інженерії кращих японських конструкцій, ніж намагатися винаходити колесо.

У рамках моєї кар'єри після науково-дослідної роботи я провів тестування тестування валідації дизайну або ДВТ, щоб кваліфікувати закупівлю продуктів Corp OEM на контракти на мільйон доларів. (Hitachi дочірня компанія) дизайн NPL був дуже тихо і дуже швидко з прискореними темпами східчастих і маслонаполненние вібраційних демпферами так само , як автомобільні трансмісії, які мають, але зроблений з тонких мідних кілець в прозорих пластикових кільцях послабити вібрацію і значно зменшити викид , а також як створити профіль швидкості, щоб плавно прискоритись до максимальної швидкостіпотім відключіть місце до цільового положення. Вони використовували лише полушаговий мостовий режим, але часто використовували жорсткі попередньо напружені смуги фольги SS замість пояса або ланцюга для транскрибування поворотних методів лінійного редуктора на поворотному або лінійному приводі, але це було дуже ефективно для швидкого плавного безшумної роботи на тверда основна плита .

Всі механічні системи мають резонанс і потребують аналізу, щоб переконатися, що частота подразників не є субгармонічною базовою частотою кроку, а навіть ударні кріплення мають посилення Q як фільтр низьких частот.

Примітка: усі дискові накопичувачі тепер використовують обертові голосові котушки (як криволінійні рідкоземельні електромагнітні двигуни з рухомими котушками.). Проте дискети та плеєри DVD використовують черв'ячні крокові редуктори для сервоприводів. Перевірте, чому вони працюють настільки гладко з точки зору механічного фільтра з низьким проходом.

Етапний крутний момент також падає із зростанням оборотів у хвилину та використанням ШІМ. Тож найбільший крутний / стартовий крутний момент, а остаточний обертовий момент - мінімальний. Поля повинна бути відома для ваших потреб і забезпечити відсутність смішних резонансів від механічної магнітної шпори.

Я знаю, що в драйверних режимах режиму ШІМ є резонансні та субрезонансні коливання, тому будьте обережні, щоб виміряти, яку вібрацію ви чуєте і звідки вона походить! Магнітний ступінчастий резонанс або субрезонанс. і отримати обертальний в'язкий маховик демпфера.


Не актуально - інша проблемна область.
Дейв Твід

@DaveTweed знову помиляється. Правильна область - електромеханічна акустика з ослабленням вібрації та антирезонансом.
Тоні Стюарт Сунніскігуй EE75

1

У мене виникає ця сама проблема з моїм пристроєм, що працює на базі крокового двигуна, окрім найшвидших.

Я вирішив прислухатися до чудових відгуків, про які я читав вище та на інших сайтах.

Я використовую зубчастий пояс і шукав спосіб заглушити імпульси. Зараз воно шумно, і на меншій швидкості він просто "забиває" кожен імпульс.

У своєму дослідженні я натрапив на натягувач ременя (ремінний навантажувач), щоб допомогти послабити ступінчастий пульс. Якщо ви використовуєте пояс, це може допомогти.

Для зменшення вібрації:

  1. додайте масу - наприклад, маховик тощо.
  2. утеплювати - використовувати сторонні сторони для доставки енергії
  3. зменшити силу - менший струм, мікроступінчастий або (У моєму випадку додайте пружинний натягувач ременя) багато інших способів зменшити силу.
  4. тюнінг - запускайте двигун на більш високих оборотах із зменшенням, якщо це можливо
  5. демпфірувати - такий як "амортизатор", може бути схожим на пружинний натягувач ременя при ударі

Я думаю, що найкращий спосіб - це вибрати інший тип двигуна, як відзначили вище.


1

Дивіться сторінку підтримки Geckodrive , особливо Примітки щодо додатків-> Крок драйвери-> Як працює Morphing (вибачте, здається, що неможливо зв’язати безпосередньо). Основи крокового двигуна також корисні.

В основному, якщо ви хочете пройти досить швидко, то трапляються дві речі:

  1. Вам не потрібно мікроступінг.
  2. Ви втрачаєте більшу частину крутного моменту мотора.
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.