Bagaimana Anda meminimalkan getaran motor stepper?

Saya ingin menjalankan motor stepper pada kecepatan yang sangat mulus dan konstan, dengan getaran minimal untuk dudukan yang menahannya dan outputnya. Bagaimana cara mengendarai motor stepper sehingga kecepatan tetap konstan, bahkan di antara langkah-langkahnya?

Yang Anda butuhkan adalah drive sinusoidal saat ini.

Dengan kata lain, Anda harus memperlakukan motor seperti motor brushless tradisional, bukan stepper. Ini memerlukan driver stepper yang cukup khusus, dan tidak sederhana.

Alternatif yang lebih sederhana mungkin adalah dengan mencoba langkah mikro motor stepper, tetapi itu tidak akan membuat Anda berputar dengan sangat mulus.

Sungguh, untuk situasi di mana Anda memerlukan gerakan putar yang sangat halus, stepper sebenarnya hanyalah sistem kontrol yang salah. Anda harus menggunakan motor AC tanpa sikat, atau setidaknya DC servomotor yang disikat.

Berikut ini adalah kertas putih yang baik pada modalitas drive stepper, dengan beberapa kontras dengan motor sinkron AC.

Menggunakan langkah penuh mengemudi, rotor bertindak seperti Spring-Mass-System , dengan rotor menjadi massa dan gaya magnet menjadi pegas. Saat Anda bergerak dari satu langkah ke langkah berikutnya, gerakannya akan selalu kasar. Rotor cukup banyak melompat dari satu langkah ke langkah berikutnya dan butuh waktu sampai pegas mengurangi energi rotor, menyebabkan sedikit osilasi (baca: gerakan kasar ).

Anda dapat memuluskan ini ketika Anda menggunakan mode setengah-langkah, dan Anda juga dapat mengkompensasi torsi-nonlinier, lih. Link ini

Dengan mengikuti logika ini, Anda pada akhirnya akan menggunakan pengendaraan Stepping, micro-Stepping dan sinusoidal. ( Lihat tautan ini untuk melangkah mikro )

Beberapa detail lebih lanjut:

Frekuensi resonansi rotor motor stepper biasanya sekitar 50 Hz ... 400 Hz. Ketika Anda mengendarai motor dalam mode langkah penuh pada frekuensi resonansi mekanisnya sendiri, segala sesuatunya akan menjadi sangat buruk dan kemungkinan Anda kehilangan langkah (melompati). Untuk kecepatan lambat, ada baiknya untuk tetap di bawah frekuensi resonansi motor. Untuk kecepatan tinggi, cobalah untuk melampaui kesederhanaan secepat yang Anda bisa saat berakselerasi, dan jangan gunakan mengemudi langkah penuh.

Saya hanya dapat menyarankan reduktor, jika kecepatan bukan merupakan faktor pembatas.

Kalau tidak, saya akan pergi untuk motor tanpa sikat dengan beberapa umpan balik.

Evaluasi kombinasi struktur dan exciter Anda untuk peluang melemahkan "akustik-mekanis"

Arus gelombang Pulse Square menghasilkan torsi tinggi tetapi torsi termodulasi kuat dengan banyak harmonisa. Ini tidak dapat dihindari dan mengurangi torsi dengan langkah mikro atau menghindari frekuensi resonansi ....

Jadi dasar-dasar menghilangkan resonansi dan dengung dalam subsistem mekanis adalah meningkatkan frekuensi resonansi dengan sasis yang kaku dan dipisahkan dengan dudukan kejut elastomer untuk menipiskan resonansi struktur atau jika tidak memungkinkan, kemudian tambahkan peredam viskos. Ini adalah kualitas yang ditemukan dalam desain fondasi gempa bumi, penutup speaker Bass Reflex dan dudukan motor rotor.

Saya biasa menguji motor stepper pada hard disk drive Jepang di tahun 80-an dengan motor magnet tanah jarang rotary stepped linear. Anda dapat belajar lebih banyak dari merekayasa balik desain Jepang terbaik daripada mencoba menciptakan kembali roda.

Sebagai bagian dari karir saya setelah R&D saya tampil kemudian mengelola Design Validation Testing atau DVT's untuk memenuhi syarat pembelian produk OEM OEM kontrak $ juta. Desain NPL (anak perusahaan Hitachi) sangat sunyi dan sangat cepat dengan laju langkah yang dipercepat dan peredam getaran yang diisi oli seperti transmisi otomotif, yang memiliki ini, tetapi terbuat dari cincin kuningan tipis dalam cincin plastik bening untuk meredam getaran dan secara signifikan mengurangi overshoot juga seperti membuat profil kecepatan untuk mempercepat dengan lancar ke kecepatan maksimumkemudian deaccelerate ke posisi target. Mereka hanya menggunakan mode setengah langkah jembatan tetapi sering menggunakan pita SS foil kaku pra-tention alih-alih sabuk atau rantai untuk menyalin rotary ke metode pengurangan gigi linier pada rotary atau linear aktuator, tetapi itu sangat efektif untuk operasi tenang mulus cepat pada pelat dasar yang solid .

Semua sistem mekanik memiliki resonansi dan memerlukan analisis untuk memastikan frekuensi stimulus bukan sub-harmonik dari frekuensi dasar stepper dan bahkan shock mount memiliki amplifikasi Q sebagai Low Pass Filter.

Catatan: semua disk drive sekarang menggunakan kumparan suara putar (seperti motor solenoid tanah melengkung dengan kumparan bergerak). Namun, drive floppy dan pemutar DVD menggunakan stepper yang digerakkan oleh gigi cacing untuk positioner servo. Lihat mengapa pengoperasiannya begitu mulus dari perspektif filter low pass mekanik.

Torsi stepper juga turun dengan meningkatnya RPM dan penggunaan PWM. Jadi yang terbesar adalah stall / torsi awal dan torsi final RPM adalah minimum. Margin harus diketahui untuk kebutuhan Anda dan memastikan tidak ada resonansi lucu dari taji magnetik mekanis.

Saya tahu ada getaran resonan dan sub resonansi dalam mode PWM H sistem driver, jadi berhati-hatilah untuk mengukur apa yang Anda dengar dan dari mana asalnya! Langkah resonansi magnetik atau sub resonansi. dan dapatkan roda gila rotary viscous damper.

Saya mengalami masalah yang sama dengan perangkat bertenaga motor stepper saya sama sekali tetapi kecepatan tercepat.

Saya memutuskan untuk berbalas dengan umpan balik hebat yang saya baca di atas dan di situs lain.

Saya menggunakan sabuk bergigi dan sedang mencari cara untuk meredam denyut nadi. Sekarang ini berisik dan pada kecepatan yang lebih lambat itu hanya "memalu" dengan setiap pulsa.

Dalam penelitian saya, saya menemukan tensioner belt (sabuk beban pegas) untuk membantu meredam pulsa langkah. Jika Anda menggunakan ikat pinggang, ini bisa membantu.

Untuk mengurangi getaran:

1. tambahkan massa - seperti roda gila, dll.
2. Insulate - gunakan pihak ketiga untuk memberikan daya
3. mengurangi gaya - menurunkan arus, microstep atau (Dalam kasus saya tambahkan penekan sabuk pegas) banyak cara lain untuk mengurangi gaya.
4. tuning - run motor pada kecepatan yang lebih tinggi dengan pengurangan jika berlaku
5. dampen - seperti "peredam kejut", bisa seperti tensioner sabuk pegas dengan kejutan

Saya pikir cara terbaik adalah memilih jenis motor yang berbeda seperti tanggapan di atas.

Lihat halaman dukungan Geckodrive , terutama Catatan Aplikasi-> Langkah Driver-> Cara Kerja Morphing (maaf, sepertinya tidak mungkin untuk terhubung langsung). Dasar-dasar Motor Langkah juga berguna.

Pada dasarnya jika Anda ingin cukup cepat maka dua hal terjadi:

1. Anda tidak perlu microstepping.
2. Anda kehilangan sebagian besar torsi motor.