Sonido de alta frecuencia del motor paso a paso

Estoy usando un motor paso a paso para una configuración de pórtico. Cuando hago funcionar el motor por encima de ciertas velocidades, en este caso 4rev / seg, produce un sonido de relincho de alta frecuencia. Es un motor 4.5A y lo estoy ejecutando con 24V.

Si hago funcionar el motor a 48V, puedo reducir bastante el sonido de alta frecuencia, de hecho, tengo que subir hasta 6rev / seg para que esté en niveles audibles / molestos.

Mi conjetura inicial es que a 48 V el motor paso a paso puede generar más torque, ya que la corriente en las bobinas puede superar el EMF y subir a niveles más altos que en 24 V. ¿Es esta una suposición correcta o hay más?

No creo que el motor sea defectuoso ya que probé algunos motores diferentes con la misma calificación de 4.5A y todos tienen un punto en la velocidad en el que comienzan a producir el ruido de alta frecuencia.

La mayoría de los controladores paso a paso limitan la corriente al "cortar" la salida de su unidad a alguna frecuencia. Independientemente de si la frecuencia real parece estar un poco fuera del alcance de la audición humana, a menudo se puede escuchar como un gemido. Puede verificar que el corte actual esté relacionado aplicando un torque (es decir, ¡agarre el eje con los dedos!) Y vea si las características del gemido varían. El hecho de que varía con la velocidad también es un buen indicador.

Su controlador puede tener algunos ajustes para la frecuencia de corte (en controladores más antiguos fue configurado por un RC externo que fue impulsado por un oscilador interno). Algunos tienen una entrada directa para esto (para encadenar múltiples controladores juntos, pero también puede conducirlo usted mismo). Cambiar el límite de corriente o el voltaje de entrada también dará como resultado un comportamiento de corte diferente.

OP :: Mi conjetura inicial es que a 48 V el motor paso a paso es capaz de generar más torque ya que la corriente en las bobinas puede superar el EMF y subir a niveles más altos que en 24 V.

Mi comentario: la potencia neta entregada al eje depende solo de los voltajes de la fem posterior y las corrientes de la bobina. El par depende del producto de las corrientes de la bobina y del cambio relativo en la inductancia mutua entre el estator y el rotor. En cualquier caso, si el voltaje de su enlace de CC es menor que el pico de sus emfs posteriores, el controlador tendrá que trabajar en una región conocida como sobremodulación, y las corrientes de fase no se verán bonitas (THD alto, muchos armónicos) y eso podría producir fácilmente ruido a frecuencias audibles. Un voltaje más alto le da al disco más ancho de banda para jugar y regular mejor las corrientes.

Las velocidades más altas del motor generan emfs posteriores con mayor magnitud y mayor frecuencia mecánica / eléctrica. Por lo tanto, el espectro armónico de las corrientes que podrían entregar un par promedio se desplaza a frecuencias más altas donde la resonancia mecánica inducida ya no molesta a los oídos humanos.

Si tiene 1.8 grados por paso, eso significa 200 pasos por rev. A 4 rpm, el cambio entre fases es a 13.3 Hz, que es demasiado bajo para la audición normal. Sin embargo, los armónicos de este cambio pueden ser audibles. Por lo tanto, si el problema no es la frecuencia de corte, y el problema no es la frecuencia de microstepping (a menudo audible en equipos accionados por CNC cuando se mantiene la posición), entonces el problema puede ser un matiz de la función fundamental de los motores paso a paso.

¿Hay alguna razón particular por la que esté usando motores paso a paso, en lugar de motores de CC con codificadores? Puede ser que los motores de CC con engranajes puedan funcionar con un perfil audible diferente.