Laatste nieuws:

, 7 april 2021 08:27

Hoe je geluid en trillingen van een stappenmotor kunt verminderen

Stappenmotoren zijn alomtegenwoordig op technisch gebied, omdat ze veel duidelijke voordelen hebben ten opzichte van borstelloze DC- (BLDC) en gewone DC-motoren. Bipolaire stappenmotoren geven nauwkeurige open-lusposities en leveren een koppel met nulsnelheid zonder dat externe sensoren nodig zijn of een regellus gebruiken. Stappenmotoren beheersen hun stepcapaciteiten zeer goed en hierdoor kunnen ze worden gebruikt in vele toepassingen op het gebied van motion control, zoals in 3D-printers, textielproductieapparatuur, closed-circuit tv's (CCTV), pick-and-place-machines en numerieke computerbesturing. (CNC) systemen.

'
1/1

Hoewel een breed scala aan industrieën stappenmotoren gebruikt, kunnen deze systemen vatbaar zijn voor veelvoorkomende problemen met stroomvervorming en koppelrimpel. Een succesvolle werking is afhankelijk van het effectieve en efficiënte beheer van het geluid en de trillingen die worden gegenereerd door stappenmotoren. Wanneer deze motoren worden gebruikt in CCTV, kunnen trillingen die worden veroorzaakt door het zoomen en pannen van de camera, beweging veroorzaken in de cardanische ophanging en de beeldsensor, wat leidt tot vervormde beelden en minder dan gewenste prestaties. Hetzelfde concept is van toepassing op 3D-printen, waar een hoge koppelrimpel of motorresonantie kan leiden tot het printen van 'artefacten' in de vorm van ongewenst extra materiaal op het geprinte object. Bij deze en de meeste toepassingen kan het verminderen van de trillingen van de motor zelf alleen maar gunstig zijn, aangezien het de kwaliteit van het door de machine geproduceerde eindproduct verbetert en een stillere werking garandeert.Voordat u gaat kijken hoe u deze problemen kunt oplossen, moet eerst worden vastgesteld waardoor deze trillingen en geluiden van stappenmotoren worden veroorzaakt. Om dit te doen, laten we eens kijken hoe een stappenmotor werkt.

Stappenmotor werking

Bipolaire stappenmotoren zijn gelijkstroommotoren met discrete poolposities die bestaan ??uit vele spoelen die zijn ingedeeld in twee groepen met de naam fasen. De rotor is tussen de wikkelingen gepositioneerd volgens de stroomverhouding tussen de twee polen. Dankzij deze unieke opstelling kunnen stappenmotoren hun positie tussen hun twee polen verdelen in kleinere afstanden die microstappen worden genoemd.

Koppelrimpel treedt op tijdens bedrijf wanneer het koppel niet constant is en de motor aanzienlijke trillingen en hoorbaar geluid kan ervaren. Als de motor niet op resonantie werkt, is de koppelrimpel de grootste bron van geluid en trillingen van een stappenmotor.

Hoe worden ze gecontroleerd?

De meest gebruikelijke manier om een ??stappenmotor te besturen, is door middel van stroomregeling, met name pulsbreedtemodulatie (PWM). Door deze methode te gebruiken, hakt de controller de output, waardoor de stroom in elk van de twee wikkelingen wordt beperkt. Dit handhaaft de positie van de rotor door de verhouding tussen de wikkelingen te definiëren zoals eerder vermeld.

De eerste methode om geluid en trillingen in stappenmotoren te verminderen, ligt binnen het besturingssysteem. De PWM-stroomregelmethode resulteert natuurlijk in een stroomrimpel, vanwege de zelfinductie van de motor en de spanning die erover loopt. De controller voor de motor kan proberen de rimpel die wordt ervaren te minimaliseren door te beheren hoe de stroom wordt verlaagd. Het bereikt dit door meerdere vervalmodi te implementeren. De twee modi van verval zijn aandrijfsynchroon snel verval en synchroon langzaam verval, die in combinatie met elkaar kunnen worden gebruikt om de huidige rimpel te verminderen.

Methoden voor het verminderen van geluid en trillingen in stappenmotoren

Er zijn veel manieren om trillingen in stappenmotoren te verminderen. Over het algemeen kunnen de methoden worden opgesplitst in mechanische en elektrische methoden, waarbij het bovenstaande voorbeeld van stroomrimpelvermindering in de elektrische categorie valt. Eerst zullen we de meest gebruikte mechanische methoden doornemen om trillingen en geluid te verminderen.

1. Maak de demper schoon

Een van de eenvoudigere manieren om trillingen in stappenmotoren te minimaliseren, is door een schone demper te installeren. Deze demper is bevestigd aan de achteras van de motor en bestaat uit hermetisch afgesloten behuizingen van kunststof en een traagheidsbehuizing met daarin verpakt siliciumgel. De toegevoegde siliconengel en traagheid helpen de motor trillingen te absorberen en zorgen voor een betrouwbaar dempend effect.
2. Stappenmotor met hoge resolutie

Stappenmotoren met hoge resolutie hebben een groter aantal rotortanden, bijvoorbeeld 100 tanden in plaats van 50. Hoe hoger het aantal tanden, hoe hoger de resolutie van de volledige stap en helpt om trillingen te verminderen, aangezien de motor bij elke stap over een kortere afstand beweegt. . Deze motoren met hoge resolutie kunnen worden aangepast om nog nauwkeuriger te zijn door microstepping of tandwieloverbrenging, die beide hieronder worden besproken.
3. Vijf-fasen stappenmotor

Vijffasige stappenmotoren werken op dezelfde manier als motoren met een hoge resolutie, omdat ze ook een fijnere resolutie van volledige stappen bereiken en daardoor trillingen verminderen. Vijffasige stappenmotoren hebben 10 statorpolen vergeleken met tweefasige motoren, die er acht hebben. Dit verhoogt de stappen per omwenteling van 200 naa500. Vijffasige stappenmotoren met hoge resolutie bieden weer een grotere nauwkeurigheid ten opzichte van standaard vijffasige motoren.
4. Geared stappenmotoren

Tandwielkasten (niet de autoliefhebbers) worden gebruikt om het koppel te verhogen terwijl het motortoerental wordt verlaagd. De wrijving van de tandwielen kan helpen bij het verminderen van onder- en doorschieten bij stappenmotoren en zorgt voor een stabielere werking met een consistent koppel.
5. Juiste maat motor

Vallen en opstaan ??bij het vinden van die "sweet spot" voor motorische bediening kan zeer nuttig zijn. Het is altijd een slecht idee om te verwachten dat een motor op volle kracht draait. Het is even nadelig voor de werking van de motor als de motor te veel wordt gedimensioneerd, aangezien een te hoog koppel zal resulteren in een toename van de trillingen. Een grondige analyse van motorvereisten en specificaties garandeert betere prestaties op lange termijn.

Er zijn ook een aantal manieren om trillingen en geluid elektrisch te verminderen of met een driver voor stappenmotoren.
1. Microstepping-stuurprogramma

Microstepping is waarschijnlijk de meest aanbevolen methode om trillingen in stappenmotoren te verminderen. Hier worden stuurprogramma's gebruikt om de motorstroom over fasen te verdelen. Hierdoor kan de bestuurder de hoeveelheid koppel en positie nauwkeurig regelen, en deze regeling wordt gebruikt om trillingen, koppelrimpel en hoorbaar geluid aanzienlijk te verminderen.
2. Trillingen onafhankelijk oplossen

Specifieke stuurprogramma's kunnen bij alle snelheden lage trillingsprestaties leveren door elk type trillingen afzonderlijk op te lossen. Dit is mogelijk dankzij individuele fasestroomdetectoren, waarmee de bestuurder de stroom extreem goed kan regelen en een zeer uniforme golfvorm kan garanderen.

 

 

ab op X

Volg ab nu ook op X!

Onze accountnaam is: @aenb

Agenda meer (5)

19 maart 2024 - Messe Stuttgart
LogiMAT
20 maart 2024 - Antwerpen
Maintenance
26 maart 2024 - de Basiliek, Veenendaal
Industrial Ethernet event
26 maart 2024 - Brussels Expo
Machineering
22 april 2024 - Deutsche Messe, Hannover
Hannover Messe

Geen nieuws meer missen?

Meldt u dan direct aan voor de gratis ab nieuwsbrief.

 

Knop nieuwsbriefMet de gratis ab nieuwsbrief wordt u wekelijks op de hoogte gehouden over het aandrijven en besturen nieuws. U ontvangt wekelijks het laatste nieuws en elke maand een themanieuwsbrief.

 

Direct aanmelden