Высокочастотный звук шагового двигателя

Я использую шаговый двигатель для установки на портале. Когда я запускаю двигатель выше определенных скоростей, в данном случае 4 об / сек, он производит высокочастотный срывистый звук. Это двигатель 4.5A, и я работаю с 24V.

Если я запускаю двигатель с напряжением 48 В, я могу немного уменьшить высокочастотный звук, на самом деле мне нужно подняться до 6 об / сек, чтобы он находился на слышимых / раздражающих уровнях.

Мое первоначальное предположение состоит в том, что при 48 В шаговый двигатель способен генерировать больший крутящий момент, поскольку ток в катушках способен преодолевать обратную ЭДС и подниматься до более высоких уровней, чем в 24 В. Это правильное предположение или есть что-то еще?

Я не верю, что двигатель неисправен, так как я пробовал несколько разных двигателей с одинаковыми характеристиками 4,5 А, и у всех них есть точка скорости, при которой они начинают создавать высокочастотный шум.

Большинство шаговых драйверов ограничивают ток, «прерывая» их выходную мощность привода на некоторой частоте. Независимо от того, кажется ли фактическая частота немного вне диапазона человеческого слуха, вы часто можете слышать ее как скуление. Вы можете убедиться, что текущее прерывание связано с приложением крутящего момента (т. Е. Захватить вал пальцами!) И посмотреть, не меняются ли характеристики скуля. Тот факт, что он зависит от скорости, также является хорошим показателем.

Ваш контроллер может иметь некоторую настройку частоты прерывания (на старых контроллерах он был установлен с помощью внешнего RC, который управлялся внутренним генератором). У некоторых есть прямой вход для этого (чтобы связать несколько контроллеров вместе, но вы также можете управлять им самостоятельно). Изменение предела тока или входного напряжения также приведет к различным режимам прерывания.

OP :: Мое первоначальное предположение состоит в том, что при 48 В шаговый двигатель способен генерировать больший крутящий момент, поскольку ток в катушках способен преодолевать обратную ЭДС и подниматься до более высоких уровней, чем в 24 В.

Мой комментарий: полезная мощность, подаваемая на вал, зависит только от напряжений обратной эдс и токов катушки. Крутящий момент зависит от произведения токов катушки и относительного изменения взаимной индуктивности между статором и ротором. В любом случае, если напряжение вашего звена постоянного тока ниже пика ваших обратных эдс, контроллеру придется работать в области, известной как перемодуляция, и фазовые токи не будут выглядеть симпатично (высокое THD, много гармоник), и это может легко производить шум на слышимых частотах. Более высокое напряжение дает приводу большую полосу пропускания и позволяет лучше регулировать токи.

Более высокие скорости двигателя генерируют обратные эдс с большей величиной и более высокой механической / электрической частотой. Гармонический спектр токов, которые могут создавать средний крутящий момент, таким образом, смещается на более высокие частоты, где индуцированный механический резонанс больше не беспокоит человеческие уши.

Если у вас 1,8 градуса на шаг, это означает 200 шагов на оборот. При 4 оборотах в минуту переключение между фазами происходит при 13,3 Гц, что слишком мало для нормального слуха. Однако обертоны этого переключения могут быть слышны. Таким образом, если проблема не в частоте прерывания, а в проблеме не частоты микрошагования (часто слышимой в оборудовании с ЧПУ при удержании положения), то проблема может заключаться в обертонах основной функции шаговых двигателей.

Есть ли конкретная причина, по которой вы используете шаговые двигатели, а не двигатели постоянного тока с энкодерами? Может быть, мотор-редукторы постоянного тока могут работать с другим звуковым профилем.