ステッピングモーターの高周波音

ガントリーのセットアップにステッピングモーターを使用しています。特定の速度（この場合は4rev / sec）を超えてモーターを実行すると、高周波の一種の奇抜な音が発生します。4.5Aモーターで、24Vで動作しています。

モーターを48Vで作動させると、高周波音をかなり減らすことができます。実際、可聴/不快なレベルになるには、最大6rev / secに達する必要があります。

私の最初の推測は、コイルの電流が逆起電力に打ち勝って24Vよりも高いレベルに上昇できるため、48Vではステッパーはより多くのトルクを生成できるということです。これは正しい仮定ですか、それともそれ以上ですか？

同じ4.5A定格のいくつかの異なるモーターを試してみたところ、モーターに欠陥があるとは思わないが、すべて速度の点で高周波ノイズが発生し始めている。

ほとんどのステッピングドライバは、ある周波数でドライブ出力を「チョッピング」することで電流を制限します。実際の周波数が人間の聴覚の範囲からわずかに外れているように見えるかどうかに関係なく、しばしば泣き声として聞こえます。現在のチョッピングが関連していることを確認するには、トルクを適用し（指でシャフトをつかむ！）、泣き声の特性が変化するかどうかを確認します。速度によって変化するという事実も良い指標です。

お使いのコントローラーには、チョッピング周波数の調整が必要な場合があります（古いコントローラーでは、内部オシレーターによって駆動される外部RCによって設定されました）。いくつかは、このための直接入力を持っています（複数のコントローラーを連結するためですが、自分で駆動することもできます）。電流制限または入力電圧を変更すると、異なるチョッピング動作も発生します。

OP ::私の最初の推測は、コイルの電流が逆起電力に打ち勝ち、24Vよりも高いレベルに上昇できるため、48Vではステッパーはより多くのトルクを生成できるということです。

私のコメント：シャフトに供給される正味電力は、逆起電力電圧とコイル電流のみに依存します。トルクは、コイル電流とステータとロータ間の相互インダクタンスの相対的変化の積に依存します。いずれにせよ、DCリンク電圧が逆起電力のピークより低い場合、コントローラーは過変調と呼ばれる領域で動作する必要があり、相電流はきれいに見えません（高THD、多くの高調波）。可聴周波数でノイズが発生しやすい。電圧が高いほど、ドライブはより多くの帯域幅を使用して再生でき、電流をより適切に調整できます。

モーター速度が高いほど、大きさが大きく機械的/電気的周波数が高い逆起電力が生成されます。したがって、平均トルクを提供できる電流の高調波スペクトルは、誘導された機械的共振がもはや人間の耳を煩わさない、より高い周波数にシフトされます。

1ステップあたり1.8度の場合、1回転あたり200ステップになります。4 rpmでは、位相間の切り替えは13.3 Hzであり、通常の聴覚には低すぎます。ただし、この切り替えの倍音は聞こえるかもしれません。したがって、問題がチョッピング周波数ではなく、マイクロステッピング周波数（位置を保持しているときにCNC駆動装置でよく聞こえる）ではない場合、問題はステッピングモーターの基本機能の倍音である可能性があります。

エンコーダ付きDCモーターではなく、ステッピングモーターを使用している特別な理由はありますか？ギア付きDCモーターは、異なる可聴プロファイルで実行できる可能性があります。