步进电动机由于转子的惯性而在每一步中自然会表现出较小的振动，这会导致电动机略微超调（或在某些情况下会下冲）步进位置并振荡，直到以正确的步进角“稳定”下来。如果这些振荡的频率与电动机的固有频率相匹配，则会发生共振，从而导致听得见的噪声，振动，并在极端情况下导致失步或失速。

 

尽管制造商使用多种设计技术来降低步进电机的共振（例如特殊绕组配置或低惯量转子设计），但用户或OEM仍可以采取一些措施来降低步进电机系统的共振。

 

步进电动机的谐振频率（ω）与电动机的转矩刚度（K）的平方根除以惯性（J）成正比。改变任何一个参数都会改变电动机的谐振频率。

 

减少步进电动机共振的最广泛推荐方法是减小电动机的步长。这可以通过微步进 或使用5相步进电机来完成。

 

微步进是步进电机的一种控制方法，该方法以电子方式将每个步分成较小的增量。步进尺寸较小时，每个绕组中电流的建立和衰减更加平缓，并且步进之间的转矩变化较小。这意味着位置超调不太极端，建立时间更短，并且振动和噪音大大降低。

 

类似地，五相步进电机通过将定子和转子齿之间的偏移减小到齿距的1/10来减小电机的步距，从而获得0.72度的步进角（相比之下，步进电机的步进角为1.8度标准2相步进电机）。同样，较小的步长意味着将转子移至下一个位置所需的转矩较小，因此电流的积累和衰减不再那么极端，并且可以减少过冲。

 

步进电机共振

添加机械阻尼器是减少步进电机共振的一种简单方法。

 

机械阻尼器（无论是内部粘性阻尼器还是外部阻尼设备）都可以通过改变系统的惯性来消除或减少步进电机的共振，从而改变电机的共振频率。如果电动机确实发生共振，则阻尼器会吸收一些振动能量，这些振动能量是在电动机振荡并固定在步进位置时产生的。

 

虽然齿轮箱通常用于增加电动机的扭矩，但是增加齿轮箱也会增加传动系统的电动机侧的惯性，从而降低电动机的共振频率（请参见上面的方程式）。在步进电机上增加齿轮箱 也意味着电机将需要以更高的速度运行-通常超出其共振频率范围。

 

减少步进电机共振的另一种方法是精确控制流向电机的电流，以使其仅接收每一步所需的电流量（并因此获得扭矩）。这通常通过一种称为斩波器驱动器的步进驱动器来完成，该驱动器使用脉冲宽度调制来改变输出到电动机的电压和电流，并精确地控制电动机的转矩。