怎么样避SEW电机共振区？

    怎么样避SEW电机共振区？

    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精确的定位能力，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。

    SEW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，电机抖动明显，超过或低于此速度则无明显抖动。

    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。

    使用步进电机时一般是避开，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）精确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问题，相应的成本会增加。

    第一，就是伺服电机的转速要求非常低的情况下，比方说转速要达到10rpm，而且，要求此时满转矩输出的话，且长时间工作的话，此时，仅靠伺服本身是无法胜任，就需要配减速机。

    第二，就是在变频器要求转速较低，而且扭矩要求比较大的情况下，也可以通过减速机来实现。比方说，对伺服系统的转速没有啥特别的要求，但是，对伺服电机的要求比较大，现在的伺服电机额定扭矩为4N*M，而系统要求达到12N*M，此时，就可以加减速机来实现，一般情况下，加3:1，或者是5:1的减速机，就可以满足系统要求了。

    电机的什么情况下需要配减速机

    那么为什么不选择个大功率的伺服电机呢，既满足转速低，并且转矩够？

    第一，在频率极低的情况下，大功率的伺服的扭矩特性也不一定是OK的，比方说，输出频率为0.1Hz的时候；

    第二，就是成本的问题，伺服电机和伺服驱动器必须是配套的，伺服电机的功率增大，成本几乎是倍数式的增长，所以，从成本来讲，是不划算的