Kama kichocheo,mota ya ngazini mojawapo ya bidhaa muhimu za mechatronics, ambayo hutumika sana katika mifumo mbalimbali ya udhibiti wa otomatiki. Pamoja na maendeleo ya vifaa vya elektroniki vidogo na teknolojia ya kompyuta, mahitaji ya mota za stepper yanaongezeka siku hadi siku, na hutumika katika nyanja mbalimbali za uchumi wa kitaifa.
01 A ni ninimota ya ngazi
Mota ya stepper ni kifaa cha kielektroniki kinachobadilisha mapigo ya umeme moja kwa moja kuwa mwendo wa kimitambo. Kwa kudhibiti mfuatano, masafa na idadi ya mapigo ya umeme yanayotumika kwenye koili ya mota, usukani, kasi na pembe ya mzunguko wa mota ya stepper inaweza kudhibitiwa. Bila matumizi ya mfumo wa kudhibiti maoni ya kitanzi kilichofungwa wenye utambuzi wa nafasi, msimamo sahihi na udhibiti wa kasi unaweza kupatikana kwa kutumia mfumo rahisi na wa gharama nafuu wa kudhibiti kitanzi kilicho wazi unaoundwa na mota ya stepper na kiendeshi kinachoambatana nayo.
02 mota ya ngazimuundo wa msingi na kanuni ya kazi
Muundo wa msingi:
Kanuni ya uendeshaji: dereva wa stepper motor kulingana na mapigo ya nje ya udhibiti na ishara ya mwelekeo, kupitia mzunguko wake wa ndani wa mantiki, kudhibiti vilima vya stepper motor katika mlolongo fulani wa muda mbele au nyuma yenye nguvu, ili motor mbele / nyuma mzunguko, au kufunga.
Chukua mfano wa mota ya ngazi ya awamu mbili ya digrii 1.8: wakati vilima vyote viwili vinapopata nguvu na msisimko, shimoni la kutoa injini litakuwa halijatulia na kufungwa katika nafasi yake. Torque ya juu zaidi itakayoweka mota imefungwa kwenye mkondo uliokadiriwa ni torque ya kushikilia. Ikiwa mkondo katika mojawapo ya vilima utaelekezwa, mota itazunguka hatua moja (digrii 1.8) katika mwelekeo fulani.
Vile vile, ikiwa mkondo katika vilima vingine utabadilisha mwelekeo, mota itazunguka hatua moja (digrii 1.8) katika mwelekeo tofauti na wa kwanza. Wakati mikondo kupitia vilima vya koili inapoelekezwa kwa msisimko, mota itazunguka katika hatua inayoendelea katika mwelekeo uliotolewa kwa usahihi wa hali ya juu sana. Kwa digrii 1.8 za awamu mbili za stepper, mzunguko wa mota wa wiki moja huchukua hatua 200.
Mota za ngazi za awamu mbili zina aina mbili za vilima: bipolar na unipolar. Mota za bipolar zina koili moja tu ya vilima kwa kila awamu, mzunguko endelevu wa injini wa mkondo katika koili moja ili kuwa na msisimko unaobadilika mfululizo, muundo wa saketi ya kiendeshi unahitaji swichi nane za kielektroniki kwa ajili ya ubadilishaji mfuatano.
Mota za unipolar zina koili mbili zinazopinda zenye polarity kinyume katika kila awamu, na mota
huzunguka mfululizo kwa kuzipa nguvu koili mbili zinazopinda kwa awamu moja.
Saketi ya kiendeshi imeundwa kuhitaji swichi nne za kielektroniki pekee. Katika hali ya kupumua
hali ya kuendesha, torque ya kutoa ya mota huongezeka kwa takriban 40% ikilinganishwa na
hali ya kuendesha gari kwa njia moja kwa sababu koili za kuzungusha za kila awamu zina msisimko wa 100%.
03, mzigo wa injini ya stepper
A. Mzigo wa muda (Tf)
Tf = G * r
G: Uzito wa mzigo
r: radius
B. Mzigo wa Inertia (TJ)
TJ = J * dw/dt
J = M * (R12+R22) / 2 (Kilo * cm)
M: Uzito wa mzigo
R1: Kipenyo cha pete ya nje
R2: Kipenyo cha pete ya ndani
dω/dt: Kuongeza kasi kwa pembe
04, mkunjo wa kasi-torque wa injini ya stepper
Mkunjo wa kasi-torque ni usemi muhimu wa sifa za matokeo ya stepper
mota.
A. Sehemu ya masafa ya uendeshaji wa injini ya stepper
Thamani ya kasi ya mota ya stepper katika hatua fulani.
n = q * Hz / (360 * D)
n: rev/sekunde
Hz: Thamani ya masafa
D: Thamani ya utafsiri wa saketi ya kiendeshi
q: pembe ya hatua ya motor ya stepper
Kwa mfano, mota ya ngazi yenye pembe ya lami ya 1.8°, yenye kiendeshi cha utafsiri cha 1/2(yaani, 0.9° kwa kila hatua), ina kasi ya 1.25 r/s kwa masafa ya uendeshaji ya 500 Hz.
B. Eneo la kujianzishia injini ya stepper
Eneo ambalo injini ya stepper inaweza kuwashwa na kusimamishwa moja kwa moja.
C. Eneo la uendeshaji endelevu
Katika eneo hili, mota ya stepper haiwezi kuwashwa au kusimamishwa moja kwa moja. Mota za stepper ndanieneo hili lazima kwanza lipite katika eneo la kujianzishia kisha liongezewe kasi ili kufikiaeneo la uendeshaji. Vile vile, mota ya stepper katika eneo hili haiwezi kufungwa breki moja kwa moja,vinginevyo ni rahisi kusababisha motor ya stepper kutoka hatua, lazima kwanza ipunguzwe hadieneo la kujianzishia kisha breki.
D. Masafa ya kuanzia ya injini ya stepper
Hali ya kutopakia mzigo kwenye injini, ili kuhakikisha kwamba injini ya stepper haipotezi uendeshaji wa hatua zakiwango cha juu cha mapigo ya moyo.
E. Masafa ya juu zaidi ya uendeshaji wa injini ya stepper
Kiwango cha juu zaidi cha mapigo ya moyo ambacho injini husisimka kukimbia bila kupoteza hatuachini ya mzigo wowote.
F. Mota ya stepper torque ya kuanzia / torque ya kuvuta ndani
Ili kufikia motor ya stepper katika masafa fulani ya mapigo ili kuanza na kuanza kufanya kazi, bilahatua za kupoteza za torque ya juu zaidi ya mzigo.
G. Mota ya stepper inayoendesha torque/torque ya kuvuta ndani
Torque ya juu zaidi ya mzigo inayokidhi uendeshaji thabiti wa mota ya stepper katikamapigo fulani ya moyo bila kupoteza hatua.
05 Udhibiti wa mwendo wa kuongeza kasi/kupunguza kasi ya injini ya stepper
Wakati mzunguko wa uendeshaji wa injini ya stepper unapoelekezwa kwenye mkunjo wa kasi-torque wa kuendeleaeneo la uendeshaji, jinsi ya kufupisha kuanza kwa injini au kusimamisha kuongeza kasi au kupunguza kasimuda, ili mota iendeshe kwa muda mrefu zaidi katika hali bora ya kasi, na hivyo kuongezaMuda mzuri wa uendeshaji wa injini ni muhimu sana.
Kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro ulio hapa chini, mkunjo wa tabia ya torque inayobadilika ya motor ya stepper nimstari ulionyooka mlalo kwa kasi ya chini; kwa kasi ya juu, mkunjo hupungua kwa kasi kubwakutokana na ushawishi wa inductance.
Tunajua kwamba mzigo wa injini ya stepper ni TL, tuseme tunataka kuongeza kasi kutoka F0 hadi F1 ndanimuda mfupi zaidi (tr), jinsi ya kuhesabu muda mfupi zaidi tr?
(1) Kwa kawaida, TJ = 70% Tm
(2) tr = 1.8 * 10 -5 * J * q * (F1-F0)/(TJ -TL)
(3) F (t) = (F1-F0) * t/tr + F0, 0
B. Kuongeza kasi kwa kielelezo katika hali ya kasi ya juu
(1) Kawaida
TJ0 = 70%Tm0
TJ1 = 70%Tm1
TL = 60%Tm1
(2)
tr = F4 * Katika [(TJ 0-TL)/(TJ 1-TL)]
(3)
F (t) = F2 * [1 - e^(-t/F4)] + F0, 0
F2 = (TL-TJ 0) * (F1-F0)/TJ 1-TJ 0)
F4 = 1.8 * 10-5 * J * q * F2/(TJ 0-TL)
Maelezo.
J inaonyesha hali ya mzunguko wa rotor ya injini chini ya mzigo.
q ni pembe ya mzunguko wa kila hatua, ambayo ni pembe ya hatua ya mota ya ngazi katika
kesi ya kiendeshi kizima.
Katika operesheni ya kupunguza kasi, badilisha tu masafa ya mapigo ya kuongeza kasi yaliyo hapo juu yanaweza
imehesabiwa.
06 mtetemo na kelele za injini ya stepper
Kwa ujumla, motor ya stepper haina mzigo, wakati mzunguko wa uendeshaji wa motoriko karibu au sawa na masafa ya asili ya rotor ya injini yatasikika, mapenzi makubwakutokea nje ya hatua.
Suluhisho kadhaa za mwangwi:
A. Epuka eneo la mtetemo: ili masafa ya uendeshaji wa injini yasiingie ndani yasafu ya mtetemo
B. Tumia hali ya kuendesha ugawaji: Tumia hali ya kuendesha hatua ndogo ili kupunguza mtetemo kwa
kugawanya hatua moja ya awali katika hatua nyingi ili kuongeza azimio la kila moja
hatua ya injini. Hii inaweza kupatikana kwa kurekebisha uwiano wa awamu na mkondo wa injini.
Kupanda kwa kasi ndogo hakuongezi usahihi wa pembe ya hatua, lakini hufanya injini ifanye kazi zaidi
vizuri na kwa kelele kidogo. Kwa ujumla torque huwa chini kwa 15% kwa operesheni ya nusu hatua
kuliko kwa operesheni ya hatua kamili, na 30% chini kwa udhibiti wa mkondo wa wimbi la sine.
Muda wa chapisho: Novemba-09-2022