Hochfrequenter Ton des Schrittmotors

Ich benutze einen Schrittmotor für eine Portaleinrichtung. Wenn ich den Motor über bestimmte Geschwindigkeiten, in diesem Fall 4 U / s, laufen lasse, erzeugt er einen hochfrequenten wiehernden Klang. Es ist ein 4.5A Motor und ich betreibe ihn mit 24V.

Wenn ich den Motor mit 48 V laufen lasse, kann ich den Hochfrequenzton ziemlich stark reduzieren. Tatsächlich muss ich auf 6 U / s steigen, damit er hörbar / störend ist.

Meine anfängliche Vermutung ist, dass der Stepper bei 48 V mehr Drehmoment erzeugen kann, da der Strom in den Spulen die Gegen-EMK überwinden und auf höhere Pegel als bei 24 V ansteigen kann. Ist das eine richtige Annahme oder steckt noch mehr dahinter?

Ich glaube nicht, dass der Motor defekt ist, da ich einige verschiedene Motoren mit der gleichen Nennleistung von 4,5 A ausprobiert habe und sie alle einen Punkt in der Drehzahl haben, an dem sie anfangen, Hochfrequenzgeräusche zu erzeugen.

Die meisten Schrittmotor-Treiber begrenzen den Strom, indem sie ihre Antriebsleistung bei einer bestimmten Frequenz "drosseln". Unabhängig davon, ob die tatsächliche Frequenz etwas außerhalb des Bereichs des menschlichen Gehörs zu liegen scheint oder nicht, können Sie sie häufig als Winseln hören. Sie können überprüfen, ob das aktuelle Zerhacken im Zusammenhang steht, indem Sie ein Drehmoment aufbringen (dh die Welle mit den Fingern ergreifen!) Und prüfen, ob die Eigenschaften des Weins variieren. Die Tatsache, dass es mit der Geschwindigkeit variiert, ist auch ein guter Indikator.

Ihr Controller verfügt möglicherweise über eine gewisse Frequenzabstimmung (bei älteren Controllern wurde sie von einem externen RC eingestellt, der von einem internen Oszillator angesteuert wurde). Einige haben einen direkten Eingang dafür (um mehrere Controller miteinander zu verketten, aber Sie können ihn auch selbst ansteuern). Das Ändern der Strombegrenzung oder der Eingangsspannung führt ebenfalls zu einem unterschiedlichen Zerhackungsverhalten.

OP :: Meine anfängliche Vermutung ist, dass der Stepper bei 48 V mehr Drehmoment erzeugen kann, da der Strom in den Spulen die Gegen-EMK überwinden und auf ein höheres Niveau als bei 24 V ansteigen kann.

Mein Kommentar: Die an die Welle gelieferte Nettoleistung hängt nur von den Gegen-EMK-Spannungen und den Spulenströmen ab. Das Drehmoment ist abhängig vom Produkt der Spulenströme und der relativen Änderung der Gegeninduktivität zwischen Stator und Rotor. In jedem Fall muss der Controller in einem Bereich arbeiten, der als Übermodulation bezeichnet wird, und die Phasenströme sehen nicht gut aus (hohe THD, viele Oberschwingungen) und so weiter kann leicht Geräusche bei hörbaren Frequenzen erzeugen. Durch die höhere Spannung kann der Frequenzumrichter mit mehr Bandbreite spielen und die Ströme besser regulieren.

Höhere Motordrehzahlen erzeugen Gegenströme mit größerer Stärke und höherer mechanischer / elektrischer Frequenz. Das harmonische Spektrum der Ströme, die ein durchschnittliches Drehmoment liefern könnten, wird daher zu höheren Frequenzen verschoben, bei denen die induzierte mechanische Resonanz das menschliche Ohr nicht länger stört.

Wenn Sie 1,8 Grad pro Schritt haben, bedeutet dies 200 Schritte pro Umdrehung. Bei 4 U / min liegt der Phasenwechsel bei 13,3 Hz, was für normales Hören zu niedrig ist. Obertöne dieser Umschaltung können jedoch hörbar sein. Wenn das Problem nicht die Häckselfrequenz ist und das Problem nicht die Mikroschrittfrequenz (häufig hörbar bei CNC-angetriebenen Geräten beim Halten der Position), dann kann das Problem Obertöne der Grundfunktion von Schrittmotoren sein.

Gibt es einen bestimmten Grund, warum Sie Schrittmotoren anstelle von Gleichstrommotoren mit Encoder verwenden? Es kann sein, dass DC-Getriebemotoren mit einem anderen Hörprofil laufen können.