步进电动机共振强度(步进电动机共振强度计算

1. 步进电动机共振强度计算

步进电机共振区是指，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TD8060系列细分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。我们一般使用步进电机时，驱动器细分能力很重要，共振区范围一般越小越好。最好的情况是共振点，如果驱动器驱动的步进电机只有几个共振点基本在使用时共振会很小。

2. 步进电机扭矩计算公式

1、电机有个共同的公式，P=MN/9550 P为额定功率，M为额定力矩，N为额定转速，所以请确认电机功率和额定转速就可以得出额定力矩大小。注意P的单位是KW,N的单位是R/MIN(RPM),M的单位是NM2、扭矩和力矩完全是一个概念，是力和力臂长度的乘积，单位NM(牛顿米) 比如一个马达输出扭矩10NM，在离输出轴1M的地方（力臂长度1M），可以得到10N的力；如果在离输出轴10M的地方（力臂长度10M），只能得到1N的力

3. 步进电机力矩计算

86步进电机是指安装机座尺寸是86mm的步进电机，其最大输出力矩是9.0NM。

4. 步进电机低频共振

步进电机失步的原因有很多，在实际应用过程中，需要采取排除法一一分析，才能够找出失步的真正原因，一般导致步进电机失步的原因是下面几种：

1.步进电机本身工作力矩不够，没有足够能力带动负载；

2.步进电机起停的加减速过程不充分，步进电机在加减速过程中失步；

3.步进电机的电源功率不够导致步进电机的输入功率不够引起失步；

4.步进电机的驱动电压不够或者驱动电流设定过低；

5.驱动器或者控制器收到信号干扰；

6.步进电机系统共振引起步进电机带负载能力下降而导致失步；

7.驱动器和控制器的信号不匹配；

8.同步轮或者减速箱的背隙或者来回转到的间隙误差没有在程序上补偿或者补偿值不对；

9.控制程序本身有问题。

5. 步进电机频率计算公式

最低零转速每分钟。　　你想啊，步进，就是每步只走一点点。每一步走了后都可以停。　　比如你让它转动15度，它就只转15度。然后就可以停下来等下一个指令，而你的下一个指令什么时候来都是可以的，也可以一直不来。　　产生失步的两个原因就是：　　一、控制脉冲频率高，此时转子的加速度小于步进电机定子旋转磁场的速度。　　在步进电机供电电源设计好后，定子线圈冲电时间常数基本是固定的，假设时间常数是0.02S（0.02S充电到最大值的63%），如果步进电机接受的脉冲周期大于0.04S(占空比为50%，频率小于25HZ),定子线圈即可以获得足够的能量产生足够带动转子的力矩。如果脉冲频率过高，比如50HZ（占空比为50%，脉冲周期大于0.02S），定子线圈获得的充电时间才0.01S，少了一半的充电时间，产生的力矩就减少了很多，致使转子跟不上定子旋转磁场的速度，每一步都落后于应该到达的平衡位置，并且距离平衡位置越来越远。积累下来的结果就造成了失步.　　当然50HZ的频率太小了，本例子只是为了便于说明，随意说了一个数解决方法：1、降低脉冲频率，别认为麻烦，调试步进电机大部分是调节脉冲频率的过程　　2、如果不想因降低频率而造成速度太低，那么加大步进电机供电电流　　3、减轻电机的负载　　二、控制脉冲频率低，此时转子的速度高于步进电机定子旋转磁场的速度。　　还以上面的0.02S充电时间常数为例，脉冲频率低，定子线圈充电充分，其产生的力矩就大，此时电机的负载如果较轻，转子就会超过应该到达的平衡位置，定子磁场又要拉转子回到平衡位置，同样其在回平衡位置时又会反越过平衡位置而落后于平衡位置，恰恰此时下一个脉冲到来，于是转子只好在落后于平衡位置的地方开始新一轮的步进。如此循环，同样造成每一步都落后于应该到达的平衡位置，并且距离平衡位置越来越远。积累下来的结果就造成了失步。　　解决方法：1、提高脉冲频率　　2、不想太高速，那么减小步进电机供电电流。　　3，上面两者都不能调节，换力矩小的电机。

6. 步进电机 共振

、步进电机的转矩不足，拖动能力不够，当驱动脉冲频率达到某临界值开始失步。由于步进电机的动态输出转矩随着连续运行频率的上升而降低，因而凡是比该频率高的工作频率都将产生失步。有3种解决方法：可使步进电机产生的电磁转矩增大，为此可在额定电流范围内适当加大驱动电流；在高频范围转矩不足时，适当提高驱动电路的驱动电压；改用转矩大的步进电动机等，也可使步进电机需要克服的转矩减小，为此可降低电机运行频率，以便提高电机的输出转矩。

  2、步进电机起动失步。由于步进电机自身及所带负载存在惯性，当加速时间过短时会出现这一现象。设置合理的加速时间，使电机从低速度平稳上升到某个速度。

3、步进电机产生共振也是引起失步的一个原因。步进电机处于连续运行状态时，控制脉冲的频率等于步进电机的固有频率，将产生共振。

  在一个控制脉冲周期内，振动尚未得到充分衰减，下一个脉冲就已来到，因而在共振频率附近动态误差最大并导致步进电机失步。解决方法：减小步进电机的驱动电流；采用细分驱动方法和阻尼方法。步进电机失步所谓步进电机失步，就是电机没有按照命令走相应的步数。通常过大的运行步距，会导致高振荡，因为过大的步距，需要很大的扭矩，大扭矩又会产生大加速度，进而容易产生过冲和铃响（振荡）现象。

  脉冲频率和自然频率相等时，发生振动。在上面的示例中，过度的振动导致在90度附近，没有停稳，然后电机响应下一个脉冲，离开90度附近，到达180度。当输入的脉冲频率，和转子的自然频率相等时，会发生共振，并且导致丢步。通常在100-200pps范围附近，有一个共振区域，在高阶脉冲速率区域中，也有一个共振区域。

  步进电机的共振现象，来自其基本结构，因此不能完全消除。共振和负载条件也有关系，通过半步或微步模式驱动电机，来减小共振，或者选择高于共振频率的驱动频率来驱动电机，以避开共振。

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7. 步进电动机共振强度计算方法

   1．故障原因①由于磨损轴承间隙过大；②气隙不均匀；③转子不平衡；④转轴弯曲；⑤铁芯变形或松动；⑥联轴器（皮带轮）中心未校正；⑦风扇不平衡；⑧机壳或基础强度不够；⑨电动机地脚螺丝松动；⑩笼型转子开焊断路；绕线转子断路；加定子绕组故障。 

2．故障排除①检修轴承，必要时更换；②调整气隙，使之均匀；③校正转子动平衡；④校直转轴；⑤校正重叠铁芯，⑥重新校正，使之符合规定；⑦检修风扇，校正平衡，纠正其几何形状；⑧进行加固；⑨紧固地脚螺丝；⑩修复转子绕组；修复定子绕组。

8. 步进电动机共振强度计算公式

一般造成步进电机；抖动是因为步进电机在低速运转的情况，通常这种情况的解决方法如下：；如果步进电机正好工作在共振区，可通过改变减速比等机械传动避开共振区；采用带有细分功能的步进电机驱动器，这是最简便的方法；可以更换成步矩角更小的步进电机，如果您用的是两相步进电机，可以更换成三相或五相的步进电机；更换成交流伺服电机，可以避免抖动，但是费用很高；可以在步进电机的轴上加磁性阻尼器，缺点就是改变机械的结构较大

9. 步进电机共振是什么频率

1.步进电机不细分的情况下是200个脉冲转一圈，步进电机转数太高会发生堵转，虽然在不带负载的情况下可以转到每分钟1000转以上，不过那其实没有实际的意义。

2.步进电机其实就是在低数下运行比较好，一般工作状态是每分钟300到600转最好了。

3.公式转数=频率/200*M?(M是细分数）做试验有达到3000转每分钟。

步进电机：

是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。

步进电机是一种感应电机，由定子和转子两部分组成。它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。按工作原理可分为：反应式步进电机、感应子式步进电机等。

概述：

步进电机又称脉冲电动机，它是一种将电脉冲信号转变为角位移或线位移的执行电动机，它一般用作于开环控制系统的执行装置。近年来由于计算机应用技术的迅速发展，步进电机常用于和计算机组成高精度的数字控制系统。在非超载的情况下，步进电机的转速、停止的位置等只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给其加一个脉冲信号，其就会转动一个步距角，这一线性关系的存在，与其只有周期性误差而无累积误差的特点，使其在速度、位置等控制领域中得到了广泛地应用。

机器简介：

步进电动机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机，它的运行需要专门的驱动电源，驱动电源的输出受外部的脉冲信号控制。每一个脉冲信号可使步进电机旋转一个固定的角度，这个角度称为步距角。脉冲的数量决定了旋转的总角度，脉冲的频率决定了电动机旋转的速度，改变绕组的通电顺序可以改变电机旋转的方向。在数字控制系统中，它既可以用作驱动电动机，也可以用作伺服电动机。它在工业过程控制中得到广泛的应用，尤其在智能仪表和需要精确定位的场合应用更为广泛。

结构说明：

步进电机主要由两部分组成：定子和转子。它们均有磁性材料构成，其上分别为六个、四个磁极。定子的六个磁极上有控制绕组，两个相对的磁极组成一相。

反应式步进电机原理：

由于反应式步进电机工作原理比较简单。下面先叙述三相反应式步进电机原理。

结构：?电机转子均匀分布着很多小齿，定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。0、1/3て、2/3て,（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示），即A与齿1相对齐，B与齿2向右错开1/3て，C与齿3向右错开2/3て，A'与齿5相对齐，（A'就是A，齿5就是齿1）

特点：

(1)步进电机没有积累误差：一般步进电机的精度为实际步距角的百分之三到五，且不累积。

(2)步进电机在工作时，脉冲信号按一定顺序轮流加到各相绕组上(由驱动器内的环形分配器控制绕组通断电的方式)。

(3)即使是同一台步进电机，在使用不同驱动方案时，其矩频特性也相差很大。

(4)步进电机与其它电动机不同，其标称额定电压和额定电流只是参考值;又因为步进电机是以脉冲方式供电，电源电压是其最高电压，而不是平均电压，所以，步进电机可以超出其额定值范围工作。但选择时不应偏离额定值太远。

(5)步进电机外表允许的最高温度：步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点;一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的甚至高达摄氏200度以上，所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。

(6)步进电机的力矩会随转速的升高而下降：当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率(或速度)的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。

(7)步进电机低速时可以正常运转，但若高于一定频率就无法启动，并伴有啸叫声。

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