Tipps zum Umgang mit Resonanzen
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Mikroschrittbetrieb
Je kleiner der Mikroschritt, desto kleiner die Resonanzprobleme. Durch die kleineren Schrittwinkel reduziert sich auch der Überschwingwinkel und das System hat weniger ausgeprägte Resonanzstellen. Aus Erfahrung bringt der 1/8 Mikroschritt bereits einen relativ resonanzarmen Lauf mit sich, während sich über 1/32 Mikroschritt hinaus kaum noch eine Verbesserung ergibt. Sofern keine Stromkompensierung bei dem Mikroschritt-Treiber vorgesehen oder integriert ist, kommt es zu einer Drehmomentreduzierung des Motors, was sich bei manchen Applikationen als Nachteil erweisen kann.
Reduzierung des Phasenstroms
Je höher die Drehmomentreserve, desto höher die Resonanzanregung. Im Leerlauf ist deshalb die Resonanzanregung am stärksten und bringt daher beim Testen die größten Resonanzprobleme. Tests sollten aus diesem Grunde nach Möglichkeit in der Anwendung durchgeführt werden, da hier in der Regel Reibmomente vorhanden sind und somit das Gesamtsystem gedämpft wird. Die Phasenstromreduzierung verringert neben der Schwingneigung die Steifigkeit und muss, sofern keine Stromkompensierung im Treiber integriert ist, in der Positioniergenauigkeit berücksichtigt werden.
Veränderung der Schrittfrequenz
Die Grundresonanz der Schrittmotoren im Leerlauf ist bei ca. 70-100 Hz Vollschritt und tritt bei den Vielfachen bzw. Harmonischen der Grundresonanz mehr oder minder stark in Erscheinung. Wenn es der Prozess erlaubt, lässt sich die festgestellte Resonanzfrequenz am Einfachsten umgehen, indem Sie eine etwas höhere oder niedrigere Frequenz wählen, notfalls durch eine Zwischenschaltung eines Getriebes oder durch Veränderung des Untersetzungsverhältnisses. Geringe Abweichungen von den kritischen Schrittfrequenzen zeigen bereits gute Ergebnisse.
Erhöhung der Reibung
Generell wirkt die Reibung dämpfend auf das System und die Überschwingwinkel werden kleiner. Allerdings wird dadurch das Reservemoment verkleinert und der Wirkungsgrad verschlechtert.
Anbringen eines Dämpfers
Die von Nanotec angebotenen Dämpfer reduzieren den Überschwingwinkel und absorbieren die Schwingungsenergie. Die Resonanzfrequenzen werden dadurch stark reduziert, da auch die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem schwingenden Rotor und der externen Masse reduziert wird. Auch die hohen Laufgeräusche reduzieren sich durch die Anbringung eines Dämpfers stark.
Rampensteilheit verändern
Bei einer relativ langsamen Motorbeschleunigung können Sie in der Hochlaufzeit evtl. wieder in Resonanzstellen gelangen, die das System unstabil machen. Eine steile Rampe hat dagegen weniger Stützstellen, durch die hohe Beschleunigung wird die Drehmomentreserve verringert und das System wirkt eher dämpfend.
Reduzierung der Schwingneigung
Neben der Reduzierung der Schwingneigung mittels Mikroschritt nimmt die Schwingungsgefahr mit abnehmender Versorgungsspannung aufgrund der kleineren Stromanstiegsgeschwindigkeit ab.
