Kama actuator,motor stepperni moja ya bidhaa muhimu za mechatronics, ambayo hutumiwa sana katika mifumo mbalimbali ya udhibiti wa automatisering. Pamoja na maendeleo ya microelectronics na teknolojia ya kompyuta, mahitaji ya motors stepper inaongezeka siku baada ya siku, na hutumiwa katika nyanja mbalimbali za kiuchumi za kitaifa.
01 Amotor stepper
Stepper motor ni kifaa cha umeme ambacho hubadilisha moja kwa moja mipigo ya umeme kuwa mwendo wa mitambo. Kwa kudhibiti mlolongo, mzunguko na idadi ya mipigo ya umeme inayotumiwa kwenye coil ya motor, usukani, kasi na angle ya mzunguko inaweza kudhibitiwa. Bila matumizi ya mfumo wa udhibiti wa maoni ya kitanzi kilichofungwa na kuhisi nafasi, nafasi sahihi na udhibiti wa kasi unaweza kupatikana kwa kutumia mfumo rahisi, wa gharama ya chini wa udhibiti wa kitanzi wazi unaojumuisha motor ya stepper na kiendeshi chake kinachoandamana.
02 motor steppermuundo wa msingi na kanuni ya kazi
Muundo wa kimsingi:
Kanuni ya kufanya kazi: dereva wa gari la stepper kulingana na mapigo ya udhibiti wa nje na ishara ya mwelekeo, kupitia mzunguko wake wa mantiki ya ndani, kudhibiti vilima vya motor ya stepper katika mlolongo fulani wa wakati mbele au reverse energized, ili motor mbele / reverse mzunguko, au lock.
Chukua digrii 1.8 ya motor ya awamu mbili kama mfano: wakati vilima vyote viwili vimetiwa nguvu na msisimko, shimoni la pato la gari litakuwa tuli na limefungwa kwa msimamo. Torque ya juu ambayo itaweka motor imefungwa kwa sasa iliyokadiriwa ni torque ya kushikilia. Ikiwa sasa katika moja ya vilima huelekezwa, motor itazunguka hatua moja (digrii 1.8) katika mwelekeo fulani.
Vile vile, ikiwa sasa katika upepo mwingine hubadilisha mwelekeo, motor itazunguka hatua moja (digrii 1.8) kinyume na ya zamani. Wakati mikondo kupitia vilima vya coil inaelekezwa kwa msisimko kwa msisimko, motor itazunguka kwa hatua inayoendelea katika mwelekeo uliopewa kwa usahihi wa juu sana. Kwa digrii 1.8 za mzunguko wa motor ya awamu mbili kwa wiki inachukua hatua 200.
Motors za awamu mbili za stepper zina aina mbili za vilima: bipolar na unipolar. Bipolar motors kuwa moja tu vilima coil kwa awamu, motor kuendelea mzunguko wa sasa katika coil huo kuwa sequentially kutofautiana uchochezi, muundo wa mzunguko gari inahitaji nane swichi za elektroniki kwa byte mfululizo.
Motors za unipolar zina coil mbili za vilima za polarity kinyume kwenye kila awamu, na motor
huzunguka kwa mfululizo kwa kutia nguvu kwa mizunguko miwili ya kujipinda kwenye awamu moja.
Mzunguko wa gari umeundwa kuhitaji swichi nne tu za elektroniki. Katika bipolar
gari mode, moment pato la motor ni kuongezeka kwa karibu 40% ikilinganishwa na
hali ya kiendeshi cha unipolar kwa sababu vilima vya vilima vya kila awamu vinasisimua 100%.
03, mzigo wa gari la Stepper
A. Upakiaji wa muda (Tf)
Tf = G * r
G: Uzito wa mzigo
r: eneo
B. Inertia load (TJ)
TJ = J * dw/dt
J = M * (R12+R22) / 2 (Kg * cm)
M: Misa ya mzigo
R1: Radius ya pete ya nje
R2: Radius ya pete ya ndani
dω/dt: Kuongeza kasi kwa angular
04, mwendo wa kasi wa mwendo wa kasi ya mwendo wa ngazi
Curve ya kasi-torque ni kielelezo muhimu cha sifa za pato za stepper
motors.
A. Stepper motor uendeshaji frequency uhakika
Thamani ya kasi ya motor stepper motor katika hatua fulani.
n = q * Hz / (360 * D)
n: rev/sek
Hz: Thamani ya mzunguko
D: Hifadhi thamani ya tafsiri ya mzunguko
q: pembe ya hatua ya stepper motor
Kwa mfano, motor stepper na angle lami ya 1.8 °, na 1/2 gari interpolation.(yaani, 0.9 ° kwa hatua), ina kasi ya 1.25 r / s kwa mzunguko wa uendeshaji wa 500 Hz.
B. Stepper motor eneo la kujianzisha
Eneo ambalo motor stepper inaweza kuanza na kusimamishwa moja kwa moja.
C. Eneo la operesheni inayoendelea
Katika eneo hili, motor stepper haiwezi kuanza au kusimamishwa moja kwa moja. Stepper motors ndanieneo hili lazima kwanza lipitie eneo la kuanzia na kisha liharakishwe kufikiaeneo la uendeshaji. Vivyo hivyo, motor stepper katika eneo hili haiwezi kupigwa moja kwa moja,vinginevyo ni rahisi kusababisha motor stepper nje ya hatua, lazima kwanza decelerated kwaeneo la kuanzia na kisha akafunga breki.
D. Stepper motor upeo wa kuanzia frequency
Motor hakuna mzigo hali, ili kuhakikisha kwamba stepper motor haina kupoteza hatua ya uendeshaji wamasafa ya juu ya mapigo.
E. Stepper motor upeo wa mzunguko wa uendeshaji
Upeo wa mzunguko wa mapigo ambayo motor inasisimua kukimbia bila kupoteza hatuachini ya mzigo.
F. Stepper motor inayoanzisha torque / kuvuta-ndani
Ili kukutana na motor stepper katika mzunguko fulani ya kunde kuanza na kuanza kukimbia, bilakupoteza hatua za torque ya juu ya mzigo.
G. Stepper motor inayoendesha torque/draw-in torque
Kiwango cha juu cha torque inayokidhi uendeshaji thabiti wa motor stepper at afrequency fulani ya mapigo bila kupoteza hatua.
05 Udhibiti wa mwendo wa kasi/upunguzaji kasi wa gari la Stepper
Wakati stepper motor uendeshaji frequency uhakika katika Curve kasi-torque ya kuendeleaeneo la operesheni, jinsi ya kufupisha kuanza kwa motor au kuacha kuongeza kasi au kupunguza kasiwakati, ili motor inaendesha tena katika hali bora ya kasi, na hivyo kuongezawakati mzuri wa kuendesha gari ni muhimu sana.
Kama inavyoonyeshwa kwenye takwimu hapa chini, curve ya tabia ya torque yenye nguvu ya motor stepper nimstari wa moja kwa moja wa usawa kwa kasi ya chini; kwa kasi ya juu, curve inapungua kwa kasikutokana na ushawishi wa inductance.
Tunajua kuwa mzigo wa gari la stepper ni TL, tuseme tunataka kuongeza kasi kutoka F0 hadi F1 kwamuda 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. Uongezaji kasi wa kielelezo katika hali ya kasi ya juu
(1) Kwa 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)
Vidokezo.
J inaonyesha inertia ya mzunguko wa rotor motor chini ya mzigo.
q ni pembe ya mzunguko wa kila hatua, ambayo ni pembe ya hatua ya motor stepper katika
kesi ya gari zima.
Katika operesheni ya kupunguza kasi, geuza tu masafa ya mapigo ya kuongeza kasi hapo juu yanaweza kuwa
imehesabiwa.
06 stepper motor vibration na kelele
Kwa ujumla, stepper motor katika operesheni hakuna mzigo, wakati motor uendeshaji frequencyni karibu na au sawa na mzunguko wa asili wa rotor motor itakuwa resonate, mapenzi makubwakutokea nje ya uzushi wa hatua.
Suluhisho kadhaa za resonance:
A. Epuka eneo la vibration: ili mzunguko wa uendeshaji wa motor usiingie ndanisafu ya vibration
B. Pitisha modi ya kiendeshi cha kugawanya: Tumia modi ya kiendeshi cha hatua ndogo ili kupunguza mtetemo kwa
kugawanya hatua moja ya asili katika hatua nyingi ili kuongeza azimio la kila moja
hatua ya gari. Hii inaweza kupatikana kwa kurekebisha awamu kwa uwiano wa sasa wa motor.
Microstepping haiongezei usahihi wa angle ya hatua, lakini hufanya motor kukimbia zaidi
vizuri na kwa kelele kidogo. Torque kwa ujumla ni 15% chini kwa operesheni ya nusu hatua
kuliko kwa operesheni ya hatua kamili, na 30% chini kwa udhibiti wa sasa wa wimbi la sine.
Muda wa kutuma: Nov-09-2022