Messen der Frequenz der Motorvibration

Ich verwende einen Motor von Adafruit. (Link zur Produktseite: https://www.adafruit.com/product/1201 )

Ich habe die Vibrationsfrequenz mit unterschiedlichen Spannungen gemessen, aber die Frequenzen unterscheiden sich stark von der auf der Produktseite angezeigten Frequenz. Laut Produktseite beträgt die Vibrationsfrequenz 11000 U / min (ca. 183 Hz) bei 5 V. Allerdings habe ich mit 5V nur etwa 58Hz bekommen. Ich glaube, ich habe beim Messen der Frequenz einen Fehler gemacht, aber ich weiß nicht, was das Problem ist.

Hier ist, was ich getan habe.

  1. Ich habe eine einfache Schaltung mit kleinem Widerstand (1,5 Ohm) und einem Motor gemacht. Der Widerstand und der Motor sind in Reihe geschaltet.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

  1. 5V wurden zwischen zwei Klemmen (A - 5V, B - GND) mit einer Stromversorgung angelegt. An diesem Punkt fließt ein Strom von 105 bis 110 mA durch den Widerstand.

  2. Ich benutzte ein Oszilloskop, um den Strom durch den Widerstand zu lesen. Das Oszilloskop zeigte eine Wellenform.

  3. Ich habe die Anzahl der Peaks für eine Sekunde berechnet. Es gab ungefähr 700 Spitzen in 1 Sekunde.

  4. Eine Drehung eines Motors erzeugt mehrere Spitzen in der Stromwelle. Die Anzahl der Spitzen pro Umdrehung ist doppelt so groß wie die Anzahl der Kommutatoren im Motor. Soweit ich weiß, beträgt die Anzahl der Kommutatoren in diesem Motor 6, sodass die Anzahl der Spitzen pro Umdrehung 12 beträgt.

  5. Ich teilte die Anzahl der Spitzen für eine Sekunde durch 12 und kam auf etwa 58 Hz. Das ist es.

Ich glaube, ich habe bei diesem Vorgang einen Fehler gemacht, weil die Nummer, die ich erhalten habe, sich stark von der Nummer auf der Produktseite unterscheidet. Bitte helft mir den Fehler zu finden.

Über den 5. Prozess in meinem Beitrag habe ich diesen Artikel über die Anzahl der Spitzen pro Umdrehung gelesen. precisionmicrodrives.com/tech-blog/2011/06/08/…
Über den 5. Prozess in meinem Beitrag habe ich diesen Artikel über die Anzahl der Kommutatoren im Motor gelesen. precisionmicrodrives.com/vibrating-vibrator-vibration-motors/…
Ich würde sagen, diese Messmethode ist sehr ungenau. Außerdem ist es einfach falsch. Es misst eine Art Resonanzfrequenz des Motor-Widerstand-Tisch-Systems.
Danke für die Antwort. Wissen Sie, wie man die Frequenz der Motorvibration misst?
Nicht wirklich. Aber ich würde mir vorstellen, eine Art Beschleunigungsmesser mit hoher Bandbreite am Motorkörper anzubringen, seine Messwerte zu erfassen und eine Spektrumanalyse durchzuführen.
Du könntest es mit einem Mikrofon versuchen. Ich glaube, die niedrigste Frequenz, die am Mikrofon erkannt wird, ist die Vibrationsfrequenz. Nehmen Sie es vielleicht mit einem PC auf und verwenden Sie eine Soundanalysesoftware. Halten Sie den Motor und das Mikrofon an den Drähten hoch. Lassen Sie den Motor nicht auf den Tisch schlagen. Möglicherweise müssen Sie es mehrmals mit unterschiedlichen Abständen zwischen Mikrofon und Motor versuchen.

Antworten (1)

Eugen Sch. korrekt ist (siehe Kommentare), ist die Messung der Motorvibration mit einem Beschleunigungsmesser am Motorkörper die einzige wirkliche Möglichkeit, Vibrationen direkt zu messen.

Ich bin nicht der Meinung, dass die Messmethode ungenau ist. Die Spitzen, die Sie sehen, sind die einzelnen Kommutierungen. Wenn Sie die Konfiguration der Motorpole/Schlitze kennen, können Sie diese leicht verwenden, um die tatsächliche Wellendrehzahl zu bestimmen. Ich mache das seit Jahren und kann die Genauigkeit bestätigen, wenn Sie Ihren Motor kennen. Dein Artikel ist richtig.

Ihr Widerstand von 1,5 Ohm ist für einen Motor sehr hoch. Dies sollte wahrscheinlich in der Größenordnung von 0,1 Ohm oder weniger liegen. Sie begrenzen die Motordrehzahl / das Drehmoment, indem Sie diesen Widerstand in Reihe mit Ihrem Motor schalten.

Es gibt verschiedene Quellen von Motorvibrationen, die immer vorhanden sind, aber Sie können die relative Amplitude nur schätzen, wenn Sie sie nicht messen.

  1. Die erste ist die Schwingung bei der Grundfrequenz, das ist die Frequenz, die Sie zu berechnen versuchten. Dies ist normalerweise das Ergebnis einer mechanischen Unwucht im Rotor, genau wie ein unwuchtiges Rad an Ihrem Auto.

  2. Eine weitere Quelle des Ungleichgewichts ist das „Cogging“. Dies wird verursacht, wenn sich die Rotormagnete mit dem Stator ausrichten und dann weiterlaufen, und ist eine Harmonische der Grundrotationsfrequenz. Sie können ein Rasten spüren, wenn Sie die Welle von Hand drehen, und Sie spüren die leichten Unterschiede im Drehmoment, das auf Ihre Hand ausgeübt wird.

  3. Das Kommutierungsverfahren verursacht auch eine Vibration. Diese Spitzen in Ihrer Stromwellenform sind tatsächlich sich ändernde Ströme, die bei diesen Frequenzen zu einem sich ändernden Drehmoment an Ihrem Motor führen. Das Drehmoment ist direkt proportional zum Strom, sodass ein mit einer Frequenz angelegter Strom eine Drehmomentwelligkeit verursacht, die Vibrationen verursacht.

  4. Die Lager tragen nur geringfügig zur Motorvibration bei und werden normalerweise erst beobachtet, wenn die anderen drei minimiert wurden. Kugellager können manchmal in einem Bode-Diagramm der Motorvibration identifiziert werden, indem man sich die Anzahl der Kugeln im Lager ansieht und diese mit der Grundfrequenz multipliziert. Komische Dinge passieren jedoch mit Lagern bei hohen Geschwindigkeiten, also ist dieses hier schwierig. Wahrscheinlich muss man hier nicht einmal suchen.

Es gibt ein paar andere potenzielle Quellen, aber diese sind dominant. Ohne tatsächlich einen dreiachsigen Beschleunigungsmesser am Motorgehäuse zu platzieren und zu messen, können Sie sich nicht sicher sein. Sobald Sie die Vibrationsdaten erhalten haben, können Sie die Quelle der Frequenz normalerweise bestimmen, indem Sie einfach ihre Beziehung zur Grundwelle betrachten.

  1. Wenn die höchste Schwingung an der Grundschwingung liegt, Rotorunwucht
  2. Wenn die höchste Vibration beim Cogging auftritt, sollten Sie in der Lage sein, die Zahnräder zu zählen, während Sie sich von Hand drehen, diese mit der Grundschwingung multiplizieren und die Frequenz der Vibration erhalten.
  3. Wenn die Vibration die gleiche Frequenz wie die Stromspitzen hat, sehen Sie das Ergebnis eines Differenzdrehmoments, das über das Kommutierungsverfahren aufgebracht wird.
+1 für den Hinweis zum direkten Erfassen der Vibrationen durch einen Beschleunigungsmesser. Tatsächlich kann ein grober Beschleunigungsmesser extrem einfach hergestellt werden, indem man einen bloßen Piezowandler an ein Oszilloskop anschließt, ihn an seinem Rand hält und einen Teil des Motors mit seiner Mitte berührt. Sie werden die mechanischen Vibrationen auf Ihrem Zielfernrohr sehen; dann ist es einfach, in die Ansicht der Fourier-Transformation zu wechseln und die Frequenz der Grundschwingung auszulesen.