電機振動噪聲的解決方法
影響電機振動噪聲的原因有很多，不同的電機振動噪聲的解決方法不一樣，想要解決這些問題，首先需要弄清楚產(chǎn)生問題的原因是什么，針對性解決問題才能更高效的解決電機振動噪聲。 
圖A 全、半、4細分驅動的振動比較 
圖B 兩相56mmHB型步進電機（1.8°） 步進電機產(chǎn)生噪音的原因，主要有高次諧波產(chǎn)生的電磁力，定子剛度不夠，定子主極對轉子產(chǎn)生的吸引力，引起定子的微小變形等。 （2）定子的多主極：定子剛度與噪音之間的關系如圖C所示，定子主極吸引轉子才使定子發(fā)生微小變形，也為產(chǎn)生噪音的原因。如圖B所示，兩相HB型有8個主極。兩相時定子主極數(shù)為4、8、16，三相時主極數(shù)為3、6、9、12 等。一般主極數(shù)越多，低速轉矩越低，高速響應能力越好，線圈越小，振動噪音越能得以改善。 
圖C 兩相HB型步進電機的定子剛性不同時的噪音比較 HB型步進電機中的主極越多，線圈繞制的時間越長，費用越高，但主極的增加是降低振動噪音的一種手段。 （3）微調(diào)定子小齒結構：降低激磁磁通中高次諧波的有效手段，如圖D所示，是使轉子小齒相對定子齒的節(jié)距為不等距角δ，δ?等，通過不同角度方法降低磁通的高次諧波，減小齒槽轉矩。 
圖D 微調(diào)定子小齒結構 兩相電機時，齒槽轉矩由四次諧波構成，設計時主要考慮消除四次諧波。定子與轉子齒距進行微小變化，使部分交鏈磁通減小，距角特性的峰值轉矩減小。目前，銷售的兩相步進電機，除特殊用于制動等方面，一般均采用微調(diào)節(jié)距或改變形狀構造，減小齒槽轉矩。 圖E為兩相步進電機的例子，齒槽轉矩使距角特性產(chǎn)生畸變。兩相電機的齒槽轉矩為距角特性周期的1/4，即變成四次諧波。定子電流與永久磁鐵轉子磁通的距角特性的理論值為虛線所示的正弦波，此曲線疊加上齒槽轉矩產(chǎn)生的四次諧波，合成為粗線描述的畸變轉矩曲線，距角特性畸變，則成為非正弦波，引起位置定位精度變差，振動和噪音變大。齒槽轉矩的相位由定子與轉子齒相對位置關系決定，定子與轉子齒的微小位置偏移，使各齒產(chǎn)生的四次諧波的相位發(fā)生微小變化，起到互相抵消的作用，從而減小齒槽轉矩。 
圖E 齒槽轉矩的影響 圖D所示的微調(diào)方式，定子與轉子齒的齒形及相位角δ的偏移量，是重點研究方向。對有無微調(diào)的電機特性進行了以下比較。 圖F表示兩相步距角1.8°的步進電機在有和沒有微調(diào)情況下的細分驅動時的速度-振動特性。無微調(diào)電機細分驅動時，如虛線所示，低速區(qū)域或中速區(qū)域可看到振動的峰值，而使用微調(diào)方式，可消除其中大部分的振動。 
圖F 振動特性比較（細分驅動時） 其次，比較這兩個電機在兩相激磁驅動方式下的速度-噪聲特性，如圖G所示。比較看出，使用微調(diào)偏移方式的噪音得到大幅改善。電機速度越快，噪音的降低效果越明顯。 對三相HB型步進電機進行比較，圖H為有無采用微調(diào)偏移方法的特性曲線。上圖為三相HB型1.2°，6主極，無微調(diào)偏移的齒槽轉矩；下圖為三相HB型1.2°，12主極，有微調(diào)偏移的齒槽轉矩。三相HB型步進電機，同一步距角的電機的齒槽轉矩比較，定子極數(shù)多，微調(diào)偏移效果好，12主極1.2°的產(chǎn)品齒槽轉矩減小17.4%。 
圖G 噪音特性比較（兩相激磁時） 
圖H 齒槽轉矩比較 （4）安裝減震器可以降低噪音：步進電機安裝在機器上時，在固定電機處可墊硬質(zhì)橡膠等減震器材，以便阻止與底板產(chǎn)生的共振。此種方法降低噪音效果明顯，被廣泛使用。具體方法有兩種：一種為用厚度為幾mm的硬質(zhì)橡膠將安裝步進電機的前面鋼板夾成三明治狀態(tài)，作為步進電機的前面連接板使用；另一種是將兩片鋼板用硬質(zhì)橡膠像三明治那樣連接，置于步進電機與安裝設備之間。這些稱為裝置減震器，其降低噪聲效果明顯，但步進電機要依靠安裝底板散熱，而橡膠材料的熱傳導性能差，所以要注意電機溫升。 
圖I 附裝置減震器的HB型步進電機 鳴志公司的電機已做以上處理，同時我們也會根據(jù)具體的需求提供相對應的電機品類。當然，選擇好的品牌也是后續(xù)服務的保證，如果你需要了解更多鳴志的產(chǎn)品，也可以和產(chǎn)品經(jīng)理聊聊：在線咨詢。
1、電機振動噪聲與驅動電路有關，那解決方法如下
步進電機的振動噪音由驅動電路引起的原因：（1）定子電流的高次諧波含量（細分時產(chǎn)生）。（2）相電流的不平衡，特別是非恒電流控制狀態(tài)。（3）電源的波動。（4）激磁電流的波形。 其中（1）的高次諧波為主要原因。步進電機使用方波電流驅動，必然含有大量的高次諧波，由此產(chǎn)生振動和噪音，因此驅動電流最好為正弦波。接近正弦波的驅動方法有步進電機的細分步進驅動。圖A為電機1/4細分、半步、整步驅動的振動比較，其振動為依次增加的。 圖A 全、半、4細分驅動的振動比較 2、電機振動噪聲與電機有關的方法
步進電機的振動噪音由步進電機本體引起的原因如下： （1）激磁電源的高次諧波成分。 （2）齒槽轉矩。 （3）徑向吸引力引起的轉子變形產(chǎn)生的振動噪音。 （4）定子與端蓋的剛性不夠。 （5）線圈及磁路的不平衡，及機械結構的不對稱。 （6）各部分配合松動。 （7）線圈本身的位移。 （8）轉子偏心或動平衡不好。 （9）軸承預緊力不合適。 除此之外，還要考慮以下原因： （1）與安裝機械和負載系統(tǒng)的共振。 （2）傳動系統(tǒng)（齒輪嚙合的不平衡等）。 上述中，與電機有關的降低振動和噪音效果好的方法如下： （1）提高定子的剛度：兩相56mmHB型步進電機（1.8°）的結構如圖B所示，轉子直徑減小約10%，定子殼體增加10%，提高定子的剛性后與原設計相比，其振動噪音如圖C所示得以改善。 圖B 兩相56mmHB型步進電機（1.8°） 步進電機產(chǎn)生噪音的原因，主要有高次諧波產(chǎn)生的電磁力，定子剛度不夠，定子主極對轉子產(chǎn)生的吸引力，引起定子的微小變形等。 （2）定子的多主極：定子剛度與噪音之間的關系如圖C所示，定子主極吸引轉子才使定子發(fā)生微小變形，也為產(chǎn)生噪音的原因。如圖B所示，兩相HB型有8個主極。兩相時定子主極數(shù)為4、8、16，三相時主極數(shù)為3、6、9、12 等。一般主極數(shù)越多，低速轉矩越低，高速響應能力越好，線圈越小，振動噪音越能得以改善。 圖C 兩相HB型步進電機的定子剛性不同時的噪音比較 HB型步進電機中的主極越多，線圈繞制的時間越長，費用越高，但主極的增加是降低振動噪音的一種手段。 （3）微調(diào)定子小齒結構：降低激磁磁通中高次諧波的有效手段，如圖D所示，是使轉子小齒相對定子齒的節(jié)距為不等距角δ，δ?等，通過不同角度方法降低磁通的高次諧波，減小齒槽轉矩。 圖D 微調(diào)定子小齒結構 兩相電機時，齒槽轉矩由四次諧波構成，設計時主要考慮消除四次諧波。定子與轉子齒距進行微小變化，使部分交鏈磁通減小，距角特性的峰值轉矩減小。目前，銷售的兩相步進電機，除特殊用于制動等方面，一般均采用微調(diào)節(jié)距或改變形狀構造，減小齒槽轉矩。 圖E為兩相步進電機的例子，齒槽轉矩使距角特性產(chǎn)生畸變。兩相電機的齒槽轉矩為距角特性周期的1/4，即變成四次諧波。定子電流與永久磁鐵轉子磁通的距角特性的理論值為虛線所示的正弦波，此曲線疊加上齒槽轉矩產(chǎn)生的四次諧波，合成為粗線描述的畸變轉矩曲線，距角特性畸變，則成為非正弦波，引起位置定位精度變差，振動和噪音變大。齒槽轉矩的相位由定子與轉子齒相對位置關系決定，定子與轉子齒的微小位置偏移，使各齒產(chǎn)生的四次諧波的相位發(fā)生微小變化，起到互相抵消的作用，從而減小齒槽轉矩。 圖E 齒槽轉矩的影響 圖D所示的微調(diào)方式，定子與轉子齒的齒形及相位角δ的偏移量，是重點研究方向。對有無微調(diào)的電機特性進行了以下比較。 圖F表示兩相步距角1.8°的步進電機在有和沒有微調(diào)情況下的細分驅動時的速度-振動特性。無微調(diào)電機細分驅動時，如虛線所示，低速區(qū)域或中速區(qū)域可看到振動的峰值，而使用微調(diào)方式，可消除其中大部分的振動。 圖F 振動特性比較（細分驅動時） 其次，比較這兩個電機在兩相激磁驅動方式下的速度-噪聲特性，如圖G所示。比較看出，使用微調(diào)偏移方式的噪音得到大幅改善。電機速度越快，噪音的降低效果越明顯。 對三相HB型步進電機進行比較，圖H為有無采用微調(diào)偏移方法的特性曲線。上圖為三相HB型1.2°，6主極，無微調(diào)偏移的齒槽轉矩；下圖為三相HB型1.2°，12主極，有微調(diào)偏移的齒槽轉矩。三相HB型步進電機，同一步距角的電機的齒槽轉矩比較，定子極數(shù)多，微調(diào)偏移效果好，12主極1.2°的產(chǎn)品齒槽轉矩減小17.4%。 圖G 噪音特性比較（兩相激磁時） 圖H 齒槽轉矩比較 （4）安裝減震器可以降低噪音：步進電機安裝在機器上時，在固定電機處可墊硬質(zhì)橡膠等減震器材，以便阻止與底板產(chǎn)生的共振。此種方法降低噪音效果明顯，被廣泛使用。具體方法有兩種：一種為用厚度為幾mm的硬質(zhì)橡膠將安裝步進電機的前面鋼板夾成三明治狀態(tài)，作為步進電機的前面連接板使用；另一種是將兩片鋼板用硬質(zhì)橡膠像三明治那樣連接，置于步進電機與安裝設備之間。這些稱為裝置減震器，其降低噪聲效果明顯，但步進電機要依靠安裝底板散熱，而橡膠材料的熱傳導性能差，所以要注意電機溫升。 圖I 附裝置減震器的HB型步進電機 鳴志公司的電機已做以上處理，同時我們也會根據(jù)具體的需求提供相對應的電機品類。當然，選擇好的品牌也是后續(xù)服務的保證，如果你需要了解更多鳴志的產(chǎn)品，也可以和產(chǎn)品經(jīng)理聊聊：在線咨詢。