Suono ad alta frequenza del motore passo-passo

Sto usando un motore passo-passo per una configurazione a portale. Quando faccio funzionare il motore a determinate velocità, in questo caso 4rev / sec, produce un suono ad alta frequenza di tipo whinny. È un motore 4.5A e lo sto usando con 24V.

Se faccio funzionare il motore a 48 V, sono in grado di ridurre un po 'il suono ad alta frequenza, in effetti devo salire a 6rev / sec perché sia ​​a livelli udibili / fastidiosi.

La mia ipotesi iniziale è che a 48 V lo stepper sia in grado di generare più coppia poiché la corrente nelle bobine è in grado di superare EMF e salire a livelli più alti rispetto a 24 V. È un presupposto corretto o c'è di più?

Non credo che il motore sia difettoso poiché ho provato alcuni motori diversi con lo stesso valore di 4,5 A e tutti hanno un punto nella velocità in cui iniziano a produrre il rumore ad alta frequenza.

La maggior parte dei driver stepper limita la corrente "tagliando" la propria uscita del convertitore a una certa frequenza. Indipendentemente dal fatto che la frequenza effettiva sembri essere leggermente al di fuori della portata dell'udito umano, puoi spesso sentirla come un lamento. È possibile verificare che l'attuale taglio sia correlato applicando una coppia (cioè afferrare l'albero con le dita!) E vedere se le caratteristiche del gemito variano. Anche il fatto che varia con la velocità è un buon indicatore.

Il tuo controller potrebbe avere qualche sintonia per la frequenza di taglio (sui controller più vecchi era impostato da un RC esterno che era guidato da un oscillatore interno). Alcuni hanno un input diretto per questo (per unire più controller insieme, ma puoi anche guidarlo da solo). La modifica del limite di corrente o della tensione di ingresso comporterà anche un diverso comportamento di taglio.

OP :: La mia ipotesi iniziale è che a 48 V lo stepper sia in grado di generare più coppia poiché la corrente nelle bobine è in grado di superare EMF e salire a livelli più alti rispetto a 24 V.

Il mio commento: la potenza netta erogata all'albero dipende solo dalle tensioni emf posteriori e dalle correnti della bobina. La coppia dipende dal prodotto delle correnti della bobina e dalla variazione relativa dell'induttanza reciproca tra lo statore e il rotore. In ogni caso, se la tensione del tuo collegamento cc è inferiore al picco dei tuoi emfs posteriori, il controller dovrà funzionare in una regione nota come sovramodulazione e le correnti di fase non sembreranno belle (THD elevato, molte armoniche) e che potrebbe facilmente produrre rumore a frequenze udibili. Una tensione più elevata offre all'azionamento più larghezza di banda con cui giocare e regola meglio le correnti.

Velocità del motore più elevate generano emfs posteriori con maggiore magnitudine e frequenza meccanica / elettrica più elevata. Lo spettro armonico delle correnti che potrebbero fornire una coppia media viene quindi spostato su frequenze più alte dove la risonanza meccanica indotta non disturba più le orecchie umane.

Se hai 1,8 gradi per passo, ciò significa 200 passi per giro. A 4 rpm, il passaggio tra le fasi è a 13,3 Hz, che è troppo basso per l'udito normale. Tuttavia, i toni di questa commutazione potrebbero essere udibili. Pertanto, se il problema non è la frequenza di taglio e il problema non è la frequenza di microstepping (spesso udibile nelle apparecchiature a controllo numerico quando si tiene la posizione), allora il problema potrebbe essere una sfumatura della funzione fondamentale dei motori passo-passo.

C'è un motivo particolare per cui stai usando motori passo-passo, piuttosto che motori a corrente continua con encoder? È possibile che i motoriduttori in corrente continua possano funzionare con un profilo udibile diverso.