Хөдөлгүүрийн хувьд,алхам мотортөрөл бүрийн автоматжуулалтын удирдлагын системд өргөн хэрэглэгддэг мехатроникийн гол бүтээгдэхүүнүүдийн нэг юм. Микроэлектроник, компьютерийн технологи хөгжихийн хэрээр шаталсан моторын эрэлт хэрэгцээ өдрөөс өдөрт нэмэгдэж, тэдгээрийг үндэсний эдийн засгийн янз бүрийн салбарт ашиглаж байна.
01 гэж юу вэ?алхам мотор
Stepper мотор нь цахилгаан импульсийг механик хөдөлгөөнд шууд хувиргадаг цахилгаан механик төхөөрөмж юм. Хөдөлгүүрийн ороомогт өгөх цахилгаан импульсийн дараалал, давтамж, тоог хянах замаар гишгүүрийн хөдөлгүүрийн жолоодлого, хурд, эргэлтийн өнцгийг хянах боломжтой. Байрлал мэдрэгч бүхий хаалттай хэлхээний санал хүсэлтийн хяналтын системийг ашиглахгүйгээр алхам алхмаар мотор болон түүнийг дагалдах драйвераас бүрдсэн энгийн, хямд өртөгтэй нээлттэй хэлхээний хяналтын системийг ашиглан байрлал, хурдыг нарийн хянах боломжтой.
02 алхам моторүндсэн бүтэц, ажиллах зарчим
Үндсэн бүтэц:
Үйлдлийн зарчим: гишгүүрийн моторын драйвер нь гадаад хяналтын импульс ба чиглэлийн дохионы дагуу дотоод логик хэлхээгээр дамжуулан хөдөлгүүрийн ороомгийг урагш эсвэл урвуу дарааллаар удирдаж, хөдөлгүүрийг урагш / урвуу эргүүлэх эсвэл түгжихийн тулд тодорхой хугацааны дарааллаар удирддаг.
1.8 градусын хоёр фазын гишгүүртэй моторыг жишээ болгон авч үзье: хоёр ороомог нь эрч хүч, өдөөгдөх үед хөдөлгүүрийн гаралтын босоо ам нь хөдөлгөөнгүй бөгөөд байрлалд түгжигдэнэ. Хөдөлгүүрийг нэрлэсэн гүйдлээр түгжих хамгийн их эргүүлэх момент нь барих момент юм. Хэрэв ороомгийн аль нэг дэх гүйдлийг дахин чиглүүлбэл мотор өгөгдсөн чиглэлд нэг алхам (1.8 градус) эргэлддэг.
Үүний нэгэн адил, хэрэв нөгөө ороомгийн гүйдэл чиглэлээ өөрчилвөл мотор өмнөхөөсөө эсрэг чиглэлд нэг алхам (1.8 градус) эргэлддэг. Ороомог ороомог дахь гүйдлийг өдөөх рүү дараалан шилжүүлэх үед мотор нь өгөгдсөн чиглэлд маш өндөр нарийвчлалтайгаар тасралтгүй эргэлддэг. 1.8 градусын хоёр фазын гишгүүртэй моторын эргэлт нь долоо хоногт 200 алхам болдог.
Хоёр фазын шаталсан мотор нь хоёр туйлт ба нэг туйлт гэсэн хоёр төрлийн ороомогтой. Хоёр туйлт мотор нь фаз бүрт зөвхөн нэг ороомгийн ороомогтой, мотор нь нэг ороомог дахь гүйдлийн тасралтгүй эргэлтийг дараалан хувьсах өдөөлттэй болгодог, хөтөчийн хэлхээний загвар нь дараалсан шилжихэд найман электрон унтраалга шаарддаг.
Unipolar мотор нь фаз тус бүр дээр эсрэг туйлтай хоёр ороомог ороомогтой, мотортой
нэг фазын хоёр ороомгийн ороомогыг ээлжлэн эрч хүч өгөх замаар тасралтгүй эргэлддэг.
Хөтөчийн хэлхээ нь зөвхөн дөрвөн электрон унтраалга шаарддаг. Хоёр туйлтад
жолоодлогын горимд моторын гаралтын момент нь өмнөхтэй харьцуулахад 40 орчим хувиар нэмэгддэг
фаз бүрийн ороомгийн ороомог 100% өдөөгддөг тул unipolar хөтөч горим.
03, Stepper моторын ачаалал
A. Моментийн ачаалал (Tf)
Tf = G * r
G: Ачааны жин
r: радиус
B. Инерцийн ачаалал (TJ)
TJ = J * dw/dt
J = M * (R12+R22) / 2 (Кг * см)
М: Ачааллын масс
R1: Гаднах цагирагийн радиус
R2: Дотоод цагирагийн 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 мотор ажиллах давтамжийн цэг
Тодорхой цэг дэх шаталсан моторын хөдөлгүүрийн хурдны утга.
n = q * Гц / (360 * D)
n: эргэлт/сек
Гц: Давтамжийн утга
D: Хөтчийн хэлхээний интерполяцийн утга
Q: stepper мотор алхам өнцөг
Жишээлбэл, 1/2 интерполяцийн хөтөчтэй, 1.8 ° налуу өнцөг бүхий шаталсан мотор.(өөрөөр хэлбэл, алхам тутамд 0.9 °), 500 Гц-ийн ажлын давтамжтайгаар 1.25 r/s хурдтай байна.
B. Stepper мотор өөрөө эхлэх хэсэг
Stepper моторыг шууд асааж, зогсоох боломжтой хэсэг.
C. Тасралтгүй ажиллах талбай
Энэ хэсэгт гишгүүрийн моторыг шууд эхлүүлэх эсвэл зогсоох боломжгүй юм. Stepper моторуудЭнэ хэсэг нь эхлээд өөрөө эхлэх талбайг дайрч, дараа нь хүрэхийн тулд хурдасгах ёстойүйл ажиллагааны талбай. Үүний нэгэн адил, энэ хэсэгт шаталсан моторыг шууд тоормослох боломжгүй,Үгүй бол гишгүүрийн моторыг шатлалгүй болгоход хялбар байдаг тул эхлээд удаашруулах хэрэгтэйөөрөө эхлэх хэсэг ба дараа нь тоормослох.
D. Stepper мотор хамгийн их эхлэх давтамж
Хөдөлгүүрийн ачаалалгүй байдал нь гишгүүрийн моторыг алхам алхмаар ажиллуулахгүй байхыг баталгаажуулахимпульсийн хамгийн их давтамж.
E. Stepper мотор хамгийн их ажиллах давтамж
Хөдөлгүүрийг алхам алдалгүйгээр ажиллуулах импульсийн хамгийн их давтамжачаалалгүй.
F. Stepper моторын эхлүүлэх эргэлт / татах момент
Эхлэх, ажиллуулахын тулд тодорхой импульсийн давтамжтайгаар stepper мотор уулзах, ямар чхамгийн их ачааллын моментийн алхамыг алдах.
G. Stepper мотор ажиллаж байгаа момент/сурах момент
Stepper моторын тогтвортой ажиллагааг хангах хамгийн их ачааллын момент aалхам алдалгүйгээр импульсийн тодорхой давтамж.
05 Stepper мотор хурдасгах / удаашруулах хөдөлгөөнийг хянах
Тасралтгүй хурд-моментийн муруй дахь шаталсан хөдөлгүүрийн давтамжийн цэгийг ажиллуулах үедүйл ажиллагааны бүс нутаг, хөдөлгүүрийг эхлүүлэх эсвэл зогсоох хурдатгал эсвэл удаашралыг хэрхэн богиносгохцаг хугацаа, ингэснээр мотор хамгийн сайн хурдны төлөвт удаан ажиллаж, улмаар хурдыг нэмэгдүүлнэмоторын үр дүнтэй ажиллах хугацаа нь маш чухал юм.
Доорх зурагт үзүүлснээр шаталсан моторын динамик моментийн шинж чанарын муруй байнабага хурдтай хэвтээ шулуун шугам; өндөр хурдтай үед муруй экспоненциалаар буурдагиндукцийн нөлөөллөөс үүдэлтэй.
Stepper моторын ачаалал нь TL гэдгийг бид мэднэ, бид F0-ээс F1 хүртэл хурдасгахыг хүсч байна гэж бодъё.хамгийн богино хугацаа (tr), хамгийн богино хугацааг хэрхэн тооцоолох вэ tr ?
(1) Ихэвчлэн 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) Ер нь
TJ0 = 70% Tm0
TJ1 = 70% Tm1
TL = 60%Тм1
(2)
tr = F4 * [(TJ 0-TL)/(TJ 1-TL)]-д
(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)
Тэмдэглэл.
J нь ачааллын дор моторын роторын эргэлтийн инерцийг заана.
q нь алхам бүрийн эргэлтийн өнцөг бөгөөд энэ нь гишгүүрийн хөдөлгүүрийн алхамын өнцөг юм
бүх хөтөчийн тохиолдол.
удаашруулах үйл ажиллагаанд, зүгээр л урвуу дээр дурдсан хурдатгалын импульсийн давтамж байж болно
тооцоолсон.
06 гишгүүртэй моторын чичиргээ, дуу чимээ
Ер нь, ачаалалгүй ажиллах үед stepper мотор, мотор ажиллах давтамж үедмоторын роторын төрөлхийн давтамжтай ойролцоо эсвэл түүнтэй тэнцүү байх болноалхамын гаднах үзэгдэл үүсдэг.
Резонансын хэд хэдэн шийдэл:
A. Чичиргээний бүсээс зайлсхий: Моторын ажиллах давтамж дотор орохгүй байхчичиргээний хүрээ
B. Дэд хэсгийн жолоодлогын горимыг нэвтрүүлэх: Чичиргээг багасгахын тулд бичил шаттай жолоодлогын горимыг ашиглана уу
тус бүрийн нарийвчлалыг нэмэгдүүлэхийн тулд анхны нэг алхамыг олон алхам болгон хуваах
мотор алхам. Үүнийг моторын фаз ба гүйдлийн харьцааг тохируулах замаар хийж болно.
Microstepping нь алхамын өнцгийн нарийвчлалыг нэмэгдүүлэхгүй, харин моторыг илүү их ажиллуулдаг
жигд, дуу чимээ багатай. Хагас алхамтай ажиллахад эргүүлэх момент ерөнхийдөө 15% бага байдаг
бүрэн шатлалт ажиллагаатай харьцуулахад, синус долгионы гүйдлийн хяналтын хувьд 30% бага байна.
Шуудангийн цаг: 2022 оны 11-р сарын 09-ний өдөр