Идэвхжүүлэгчийн хувьд,stepper моторнь янз бүрийн автоматжуулалтын удирдлагын системд өргөн хэрэглэгддэг мехатроникийн гол бүтээгдэхүүний нэг юм. Микроэлектроник болон компьютерийн технологийн хөгжлөөр алхам алхмаар моторын эрэлт хэрэгцээ өдөр бүр нэмэгдэж, тэдгээрийг үндэсний эдийн засгийн янз бүрийн салбарт ашиглаж байна.
01 гэж юу вэstepper мотор
Алхам мотор нь цахилгаан импульсийг механик хөдөлгөөн болгон шууд хувиргадаг цахилгаан механик төхөөрөмж юм. Хөдөлгүүрийн ороомогт хэрэглэгдэх цахилгаан импульсийн дараалал, давтамж, тоог хянах замаар алхам моторын жолоодлого, хурд болон эргэлтийн өнцгийг хянах боломжтой. Байршил мэдрэгчтэй хаалттай гогцооны санал хүсэлтийн хяналтын систем ашиглахгүйгээр алхам мотор болон түүний дагалдах хөтлөгчөөс бүрдсэн энгийн, хямд өртөгтэй нээлттэй гогцооны хяналтын системийг ашиглан байрлал болон хурдны нарийн хяналтыг хийж болно.
02 stepper моторүндсэн бүтэц ба ажиллах зарчим
Үндсэн бүтэц:
Ажлын зарчим: Stepper моторын драйвер нь гадаад удирдлагын импульс болон чиглэлийн дохионы дагуу дотоод логик хэлхээгээр дамжуулан Stepper моторын ороомгийг тодорхой цагийн дарааллаар урагш эсвэл урвуу эрчим хүчээр удирддаг бөгөөд ингэснээр мотор урагш / урвуу эргэлддэг эсвэл түгжигддэг.
Жишээ болгон 1.8 градусын хоёр фазын stepper моторыг авч үзье: хоёр ороомог хоёулаа хүчдэлтэй, өдөөгдсөн үед моторын гаралтын гол хөдөлгөөнгүй бөгөөд байрлалдаа түгжигдэнэ. Моторыг нэрлэсэн гүйдэл дээр түгжих хамгийн их эргүүлэх хүч нь барих эргүүлэх хүч юм. Хэрэв ороомгийн аль нэгнийх нь гүйдлийг дахин чиглүүлбэл мотор өгөгдсөн чиглэлд нэг алхам (1.8 градус) эргэлдэнэ.
Үүнтэй адилаар, хэрэв нөгөө ороомгийн гүйдэл чиглэлээ өөрчилбөл мотор эхнийхээсээ эсрэг чиглэлд нэг алхам (1.8 градус) эргэлдэнэ. Ороомгийн ороомгоор дамжин өнгөрөх гүйдлийг дараалан өдөөлт рүү чиглүүлэхэд мотор өгөгдсөн чиглэлд маш өндөр нарийвчлалтайгаар тасралтгүй алхамаар эргэлдэнэ. Хоёр фазын 1.8 градусын эргэлдэгч хөдөлгүүрийн хувьд долоо хоногийн эргэлт 200 алхам болно.
Хоёр фазын stepper мотор нь хоёр төрлийн ороомогтой: хоёр туйлт ба нэг туйлт. Хоёр туйлт мотор нь фаз бүрт зөвхөн нэг ороомгийн ороомогтой бөгөөд мотор нь ижил ороомог дахь гүйдлийн тасралтгүй эргэлтийг дараалсан хувьсах өдөөлттэй байлгахын тулд хөтчийн хэлхээний загварт дараалсан шилжүүлэлт хийхэд найман электрон унтраалга шаардлагатай.
Нэг туйлт моторууд нь фаз бүр дээр эсрэг туйлшралтай хоёр ороомогтой бөгөөд мотор нь
нэг фаз дээрх хоёр ороомгийн ороомгийг ээлжлэн эрчимжүүлснээр тасралтгүй эргэлддэг.
Хөтчийн хэлхээ нь зөвхөн дөрвөн электрон унтраалга шаарддаг. Хоёр туйлт хэлхээнд
жолоодлогын горимд моторын гаралтын эргүүлэх хүч нь өмнөхтэй харьцуулахад ойролцоогоор 40% -иар нэмэгддэг
фаз бүрийн ороомгийн ороомог 100% өдөөгдсөн тул нэг туйлт хөтлөх горим.
03, Stepper моторын ачаалал
A. Ачааллын момент (Tf)
Tf = G * r
G: Ачааны жин
r: радиус
B. Инерцийн ачаалал (TJ)
TJ = J * dw/dt
J = M * (R12+R22) / 2 (Кг * см)
M: Ачааллын масс
R1: Гаднах цагирагны радиус
R2: Дотор цагирагны радиус
dω/dt: Өнцгийн хурдатгал
04, stepper моторын хурд-моментийн муруй
Хурд-моментийн муруй нь stepper-ийн гаралтын шинж чанарын чухал илэрхийлэл юм
моторууд.
A. Stepper моторын ажиллах давтамжийн цэг
Тодорхой цэг дэх шаталсан моторын хурдны утга.
n = q * Гц / (360 * D)
n: эргэлт/сек
Гц: Давтамжийн утга
D: Хөтчийн хэлхээний интерполяцийн утга
q: stepper моторын алхамын өнцөг
Жишээлбэл, 1.8°-ийн өнцөгтэй, 1/2 интерполяцийн хөтлөгчтэй гишгүүрийн мотор(өөрөөр хэлбэл алхам тутамд 0.9°), 500 Гц-ийн ажиллах давтамжтай үед 1.25 эрг/с хурдтай.
B. Stepper мотор өөрөө асаах хэсэг
Stepper моторыг шууд асааж, зогсоох боломжтой хэсэг.
C. Тасралтгүй ажиллах хэсэг
Энэ хэсэгт гишгүүрийн моторыг шууд асаах эсвэл зогсоох боломжгүй.энэ хэсэг эхлээд өөрөө эхлэх хэсгээр дамжин өнгөрч, дараа нь хүрэхийн тулд хурдасгах ёстойүйл ажиллагааны хэсэг. Үүнтэй адилаар, энэ хэсэгт байрлах stepper моторыг шууд тоормослох боломжгүй,эс тэгвээс stepper моторыг ажиллахаа болих нь амархан тул эхлээд удаашруулах хэрэгтэйөөрөө асах хэсгийг сонгоод дараа нь тоормослосон.
D. Stepper моторын хамгийн их эхлэх давтамж
Хөдөлгүүрийн ачаалалгүй төлөв нь алхам алхмаар ажиллахаа болихгүй байхыг баталгаажуулдагхамгийн их импульсийн давтамж.
E. Stepper моторын хамгийн их ажиллах давтамж
Мотор алхам алдахгүйгээр ажиллахаар өдөөгдсөн хамгийн их импульсийн давтамжачаалалгүй.
F. Stepper моторын асаах момент / татах момент
Тодорхой импульсийн давтамжтайгаар stepper моторыг асааж, ажиллуулахгүйгээр хангахын тулдхамгийн их ачааллын эргүүлэх хүчний алхмуудыг алдах.
G. Stepper моторын ажиллах эргүүлэх хүч/татах эргүүлэх хүч
Stepper моторын тогтвортой ажиллагааг хангах хамгийн их ачааллын эргүүлэх хүч ньалхам алдалгүйгээр тодорхой импульсийн давтамж.
05 Stepper моторын хурдатгал/хурдатгалын хөдөлгөөний удирдлага
Үе шатны моторын ажиллах давтамжийн цэг нь тасралтгүй хурдны эргүүлэх хүчний муруйд байх үедажиллагааны бүс, хөдөлгүүрийг эхлүүлэх эсвэл хурдатгал эсвэл удаашруулалтыг хэрхэн богиносгох вэцаг хугацаа, ингэснээр мотор хамгийн сайн хурдны төлөвт илүү удаан ажиллах бөгөөд ингэснээр нэмэгдэнэМоторын үр дүнтэй ажиллах хугацаа маш чухал юм.
Доорх зурагт үзүүлсэнчлэн, алхам хөдөлгүүрийн динамик эргүүлэх хүчний шинж чанарын муруй нь дараах байдалтай байна.бага хурдтай үед хэвтээ шулуун шугам; өндөр хурдтай үед муруй экспоненциалаар буурдагиндуктив чанарын нөлөөнөөс болж.
Бид алхам моторын ачаалал нь TL гэдгийг мэднэ, бид F0-ээс F1 хүртэл хурдатгал хийхийг хүсэж байна гэж бодъёхамгийн богино хугацаа (tr), хамгийн богино хугацаа tr-г хэрхэн тооцоолох вэ?
(1) Хэвийн үед 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. Өндөр хурдны нөхцөлд экспоненциал хурдатгал
(1) Ердийн үед
TJ0 = 70%Tm0
TJ1 = 70%Tm1
TL = 60%Tm1
(2)
tr = F4 * [(TJ 0-TL)/(TJ 1-TL)] дотор
(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)
Тэмдэглэлүүд.
J нь ачааллын дор моторын роторын эргэлтийн инерцийг заана.
q нь алхам бүрийн эргэлтийн өнцөг бөгөөд энэ нь stepper моторын алхамын өнцөг юм
бүхэл хөтчийн хувьд.
Саатуулах үйлдэлд дээрх хурдатгалын импульсийн давтамжийг зүгээр л урвуу болгож болно
тооцоолсон.
06 stepper моторын чичиргээ ба дуу чимээ
Ерөнхийдөө, хөдөлгүүрийн ажиллах давтамжтай үед ачаалалгүй ажиллах үед stepper мотормоторын роторын төрөлхийн давтамжтай ойролцоо буюу тэнцүү байвал цуурайтаж, ноцтой хүсэл эрмэлзэлтэй болноалхамаас гадуурх үзэгдэл тохиолддог.
Резонансын хэд хэдэн шийдэл:
А. Чичиргээний бүсээс зайлсхий: ингэснээр моторын ажиллах давтамж дотор орохгүйчичиргээний хүрээ
B. Дэд хэсэгчилсэн хөтчийн горимыг нэвтрүүлэх: Чичиргээг багасгахын тулд бичил алхамт хөтчийн горимыг ашиглана уу
анхны нэг алхамыг олон алхамд хувааж, тус бүрийн нягтралыг нэмэгдүүлэх
моторын алхам. Үүнийг моторын фаз ба гүйдлийн харьцааг тохируулах замаар хийж болно.
Микроалгалт нь алхамын өнцгийн нарийвчлалыг нэмэгдүүлэхгүй, харин моторыг илүү их ажиллуулахад хүргэдэг
жигд бөгөөд дуу чимээ багатай. Хагас алхамтай ажиллахад эргүүлэх хүч нь ерөнхийдөө 15% бага байдаг.
бүрэн шатлалт ажиллагаатай харьцуулахад, синус долгионы гүйдлийн хяналттай харьцуулахад 30%-иар бага.
Нийтэлсэн цаг: 2022 оны 11-р сарын 9