ໃນຖານະເປັນນັກກະຕຸ້ນ,ມໍເຕີ stepperແມ່ນຫນຶ່ງໃນຜະລິດຕະພັນທີ່ສໍາຄັນຂອງ mechatronics, ເຊິ່ງຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນລະບົບການຄວບຄຸມອັດຕະໂນມັດຕ່າງໆ. ດ້ວຍການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຊີຈຸລະພາກແລະຄອມພິວເຕີ, ຄວາມຕ້ອງການຂອງມໍເຕີ stepper ແມ່ນນັບມື້ນັບເພີ່ມຂຶ້ນ, ແລະ ໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ໃນຂົງເຂດເສດຖະກິດແຫ່ງຊາດຕ່າງໆ.
01 ແມ່ນຫຍັງ aມໍເຕີ stepper
Stepper motor ແມ່ນອຸປະກອນກົນຈັກໄຟຟ້າທີ່ປ່ຽນກໍາມະຈອນໄຟຟ້າໂດຍກົງເຂົ້າໄປໃນການເຄື່ອນໄຫວກົນຈັກ. ໂດຍການຄວບຄຸມລໍາດັບ, ຄວາມຖີ່ແລະຈໍານວນຂອງກໍາມະຈອນເຕັ້ນໄຟຟ້ານໍາໃຊ້ກັບທໍ່ motor, ການຊີ້ນໍາຂອງມໍເຕີ stepper, ຄວາມໄວແລະມຸມຫມຸນສາມາດຄວບຄຸມໄດ້. ໂດຍບໍ່ມີການນໍາໃຊ້ລະບົບການຄວບຄຸມຄໍາຄຶດຄໍາເຫັນຂອງວົງປິດທີ່ມີການຮັບຮູ້ຕໍາແຫນ່ງ, ຕໍາແຫນ່ງທີ່ຊັດເຈນແລະການຄວບຄຸມຄວາມໄວສາມາດບັນລຸໄດ້ໂດຍໃຊ້ລະບົບການຄວບຄຸມແບບເປີດແບບງ່າຍດາຍ, ລາຄາຖືກທີ່ປະກອບດ້ວຍມໍເຕີ stepper ແລະໄດເວີຂອງມັນ.
02 ມໍເຕີ stepperໂຄງສ້າງພື້ນຖານ ແລະຫຼັກການການເຮັດວຽກ
ໂຄງສ້າງພື້ນຖານ:
ຫຼັກການການເຮັດວຽກ: ໄດເວີມໍເຕີ stepper ຕາມກໍາມະຈອນຄວບຄຸມພາຍນອກແລະສັນຍານທິດທາງ, ໂດຍຜ່ານວົງຈອນຕາມເຫດຜົນພາຍໃນຂອງຕົນ, ຄວບຄຸມ windings motor stepper ໃນລໍາດັບກໍານົດເວລາທີ່ແນ່ນອນໄປຂ້າງຫນ້າຫຼື reverse energized, ດັ່ງນັ້ນ motor ໄປຂ້າງຫນ້າ / reverse rotation, ຫຼື lock.
ເອົາ 1.8 ອົງສາ stepper motor ສອງເຟດເປັນຕົວຢ່າງ: ໃນເວລາທີ່ windings ທັງສອງແມ່ນ energized ແລະຕື່ນເຕັ້ນ, shaft ຜົນຜະລິດ motor ຈະ stationary ແລະ locked ໃນຕໍາແຫນ່ງ. ແຮງບິດສູງສຸດທີ່ຈະຮັກສາມໍເຕີລັອກຢູ່ທີ່ລະດັບປະຈຸບັນແມ່ນແຮງບິດຖື. ຖ້າກະແສໄຟຟ້າຢູ່ໃນຫນຶ່ງຂອງ windings ຖືກໂອນ, motor ຈະ rotate ຫນຶ່ງຂັ້ນຕອນ (1.8 ອົງສາ) ໃນທິດທາງທີ່ກໍານົດໄວ້.
ເຊັ່ນດຽວກັນ, ຖ້າຫາກວ່າປະຈຸບັນໃນ winding ອື່ນໆປ່ຽນທິດທາງ, motor ຈະ rotate ຫນຶ່ງຂັ້ນຕອນ (1.8 ອົງສາ) ໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມຂອງອະດີດ. ເມື່ອກະແສໄຟຟ້າຜ່ານທໍ່ຫມຸນວຽນຖືກສົ່ງຕໍ່ຕາມລໍາດັບໄປສູ່ຄວາມຕື່ນເຕັ້ນ, ມໍເຕີຈະຫມຸນໃນຂັ້ນຕອນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນທິດທາງທີ່ມີຄວາມຖືກຕ້ອງສູງຫຼາຍ. ສໍາລັບ 1.8 ອົງສາຂອງການຫມຸນມໍເຕີ stepper ສອງໄລຍະຂອງອາທິດໃຊ້ເວລາ 200 ຂັ້ນຕອນ.
ມໍເຕີ stepper ສອງໄລຍະມີສອງປະເພດຂອງ windings: bipolar ແລະ unipolar. ມໍເຕີ bipolar ມີພຽງແຕ່ຫນຶ່ງ coil winding ຕໍ່ໄລຍະ, motor ພືດຫມູນວຽນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງປະຈຸບັນໃນ coil ດຽວກັນເປັນ sequentially variable excitation, ການອອກແບບຂອງວົງຈອນຂັບຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີແປດສະຫຼັບເອເລັກໂຕຣນິກສໍາລັບການສະຫຼັບຕາມລໍາດັບ.
ມໍເຕີ Unipolar ມີສອງທໍ່ winding ຂອງຂົ້ວກົງກັນຂ້າມໃນແຕ່ລະໄລຍະ, ແລະມໍເຕີ
rotates ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໂດຍການສະລັບກັນ energizing ສອງ winding coils ໃນໄລຍະດຽວກັນ.
ວົງຈອນຂັບໄດ້ຖືກອອກແບບເພື່ອຕ້ອງການພຽງແຕ່ສີ່ສະຫຼັບເອເລັກໂຕຣນິກ. ໃນ bipolar ໄດ້
ຮູບແບບການຂັບ, ແຮງບິດຜົນຜະລິດຂອງ motor ແມ່ນເພີ່ມຂຶ້ນປະມານ 40% ເມື່ອທຽບໃສ່ກັບ
ຮູບແບບການຂັບ unipolar ເນື່ອງຈາກວ່າ coils winding ແຕ່ລະໄລຍະມີຄວາມຕື່ນເຕັ້ນ 100%.
03, ການໂຫຼດມໍເຕີ Stepper
A. ເວລາໂຫຼດ (Tf)
Tf = G * r
G: ນ້ໍາຫນັກການໂຫຼດ
r: ລັດສະໝີ
B. ການໂຫຼດ inertia (TJ)
TJ = J * dw/dt
J = M * (R12+R22) / 2 (Kg * cm)
M: ໂຫຼດມະຫາຊົນ
R1: ລັດສະໝີຂອງວົງແຫວນນອກ
R2: ລັດສະໝີຂອງວົງແຫວນພາຍໃນ
dω/dt: ການເລັ່ງມຸມ
04, stepper motor speed-torque curve
ເສັ້ນໂຄ້ງຄວາມໄວ-ແຮງບິດແມ່ນການສະແດງອອກທີ່ສໍາຄັນຂອງຄຸນລັກສະນະຜົນຜະລິດຂອງ stepper
ມໍເຕີ.
A. Stepper motor ຈຸດຄວາມຖີ່ປະຕິບັດງານ
ຄ່າຄວາມໄວຂອງມໍເຕີ stepper motor ຢູ່ຈຸດໃດຫນຶ່ງ.
n = q * Hz / (360 * D)
n: rev/sec
Hz: ຄ່າຄວາມຖີ່
D: ຄ່າ interpolation ຂອງວົງຈອນໄດ
q: ມຸມ stepper motor
ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ມໍເຕີ stepper ທີ່ມີມຸມ pitch ຂອງ 1.8 °, ມີ 1/2 interpolation drive.(ເຊັ່ນ: 0.9° ຕໍ່ຂັ້ນຕອນ), ມີຄວາມໄວ 1.25 r/s ທີ່ຄວາມຖີ່ຂອງການດໍາເນີນການ 500 Hz.
B. Stepper motor ພື້ນທີ່ເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍຕົນເອງ
ພື້ນທີ່ບ່ອນທີ່ມໍເຕີ stepper ສາມາດເລີ່ມຕົ້ນແລະຢຸດໂດຍກົງ.
C. ພື້ນທີ່ປະຕິບັດງານຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ
ໃນພື້ນທີ່ນີ້, ມໍເຕີ stepper ບໍ່ສາມາດເລີ່ມຕົ້ນຫຼືຢຸດໂດຍກົງ. ມໍເຕີ stepper ໃນພື້ນທີ່ນີ້ທໍາອິດຕ້ອງຜ່ານພື້ນທີ່ເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍຕົນເອງແລະຫຼັງຈາກນັ້ນໄດ້ຮັບການເລັ່ງເພື່ອບັນລຸພື້ນທີ່ປະຕິບັດງານ. ເຊັ່ນດຽວກັນ, ມໍເຕີ stepper ໃນເຂດນີ້ບໍ່ສາມາດຖືກຫ້າມລໍ້ໂດຍກົງ,ຖ້າບໍ່ດັ່ງນັ້ນມັນງ່າຍທີ່ຈະເຮັດໃຫ້ມໍເຕີ stepper ອອກຈາກຂັ້ນຕອນ, ທໍາອິດຕ້ອງໄດ້ຮັບການຫຼຸດລົງພື້ນທີ່ເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍຕົນເອງແລະຫຼັງຈາກນັ້ນ braked.
D. Stepper motor ຄວາມຖີ່ຂອງການເລີ່ມຕົ້ນສູງສຸດ
Motor no-load state, ເພື່ອຮັບປະກັນວ່າ stepper motor ບໍ່ສູນເສຍການດໍາເນີນງານຂັ້ນຕອນຂອງຄວາມຖີ່ຂອງກໍາມະຈອນສູງສຸດ.
E. Stepper motor ຄວາມຖີ່ປະຕິບັດງານສູງສຸດ
ຄວາມຖີ່ຂອງກໍາມະຈອນສູງສຸດທີ່ມໍເຕີຕື່ນເຕັ້ນທີ່ຈະແລ່ນໂດຍບໍ່ມີການສູນເສຍຂັ້ນຕອນພາຍໃຕ້ບໍ່ມີການໂຫຼດ.
F. Stepper motor ເລີ່ມ torque / pull-in torque
ເພື່ອຕອບສະຫນອງມໍເຕີ stepper ໃນຄວາມຖີ່ຂອງກໍາມະຈອນສະເພາະໃດຫນຶ່ງເພື່ອເລີ່ມຕົ້ນການແລະເລີ່ມຕົ້ນແລ່ນ, ໂດຍບໍ່ມີການສູນເສຍຂັ້ນຕອນຂອງແຮງບິດໂຫຼດສູງສຸດ.
G. Stepper motor ແລ່ນ torque/draw-in torque
ແຮງບິດໂຫຼດສູງສຸດທີ່ພໍໃຈການດໍາເນີນງານທີ່ຫມັ້ນຄົງຂອງມໍເຕີ stepper ຢູ່ aຄວາມຖີ່ຂອງກໍາມະຈອນທີ່ແນ່ນອນໂດຍບໍ່ມີການສູນເສຍຂັ້ນຕອນ.
05 Stepper motor ເລັ່ງ / decelation ການຄວບຄຸມການເຄື່ອນໄຫວ
ໃນເວລາທີ່ motor stepper ປະຕິບັດການຈຸດຄວາມຖີ່ໃນເສັ້ນໂຄ້ງຄວາມໄວ-torque ຂອງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງພາກພື້ນປະຕິບັດງານ, ວິທີການສັ້ນ motor start ຫຼືຢຸດການເລັ່ງຫຼື decelerationທີ່ໃຊ້ເວລາ, ດັ່ງນັ້ນ motor ແລ່ນຕໍ່ໄປອີກແລ້ວໃນສະພາບຄວາມໄວທີ່ດີທີ່ສຸດ, ເຮັດໃຫ້ການເພີ່ມຂຶ້ນເວລາແລ່ນປະສິດທິພາບຂອງມໍເຕີແມ່ນສໍາຄັນຫຼາຍ.
ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້, ເສັ້ນໂຄ້ງລັກສະນະ torque ແບບເຄື່ອນໄຫວຂອງ stepper motor ແມ່ນເສັ້ນຊື່ແນວນອນຢູ່ທີ່ຄວາມໄວຕໍ່າ; ດ້ວຍຄວາມໄວສູງ, ເສັ້ນໂຄ້ງຫຼຸດລົງເປັນເລກກຳລັງເນື່ອງຈາກອິດທິພົນຂອງ inductance.
ພວກເຮົາຮູ້ວ່າການໂຫຼດ stepper motor ແມ່ນ TL, ສົມມຸດວ່າພວກເຮົາຕ້ອງການທີ່ຈະເລັ່ງຈາກ F0 ກັບ F1 ໃນthe shortest time (tr), ວິທີຄິດໄລ່ເວລາສັ້ນທີ່ສຸດ tr ?
(1) ປົກກະຕິ, 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. ການເລັ່ງ exponential ໃນສະພາບຄວາມໄວສູງ
(1) ປົກກະຕິ
TJ0 = 70%Tm0
TJ1 = 70%Tm1
TL = 60%Tm1
(2)
tr = F4 * ໃນ [(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)
ບັນທຶກ.
J ຊີ້ໃຫ້ເຫັນ inertia ພືດຫມູນວຽນຂອງ rotor motor ພາຍໃຕ້ການໂຫຼດ.
q ແມ່ນມຸມຫມຸນຂອງແຕ່ລະຂັ້ນຕອນ, ເຊິ່ງເປັນມຸມຂອງ stepper motor ໃນ
ກໍລະນີຂອງການຂັບທັງຫມົດ.
ໃນການດໍາເນີນງານ deceleration, ພຽງແຕ່ປີ້ນກັບຄວາມຖີ່ຂອງກໍາມະຈອນເລັ່ງຂ້າງເທິງສາມາດ
ຄິດໄລ່.
06 stepper motor vibration ແລະສິ່ງລົບກວນ
ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, motor stepper ໃນການດໍາເນີນງານບໍ່ມີການໂຫຼດ, ໃນເວລາທີ່ motor ປະຕິບັດງານຄວາມຖີ່ແມ່ນຢູ່ໃກ້ຫຼືເທົ່າກັບຄວາມຖີ່ຂອງ motor rotor ປະກົດຂຶ້ນຈະ resonate, ຮ້າຍແຮງຈະເກີດຂຶ້ນຈາກປະກົດການຂັ້ນຕອນ.
ການແກ້ໄຂຈໍານວນຫນຶ່ງສໍາລັບການ resonance:
A. ຫຼີກລ້ຽງເຂດການສັ່ນສະເທືອນ: ເພື່ອໃຫ້ຄວາມຖີ່ຂອງການເຮັດວຽກຂອງມໍເຕີບໍ່ຕົກຢູ່ໃນພາຍໃນຊ່ວງການສັ່ນສະເທືອນ
B. ຮັບຮອງເອົາຮູບແບບການຂັບຍ່ອຍ: ໃຊ້ໂຫມດຂັບ micro-step ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການສັ່ນສະເທືອນໂດຍ
subdividing ຕົ້ນສະບັບຫນຶ່ງຂັ້ນຕອນເຂົ້າໄປໃນຫຼາຍຂັ້ນຕອນເພື່ອເພີ່ມຄວາມລະອຽດຂອງແຕ່ລະຄົນ
ຂັ້ນຕອນຂອງມໍເຕີ. ນີ້ສາມາດເຮັດໄດ້ໂດຍການປັບໄລຍະກັບອັດຕາສ່ວນປະຈຸບັນຂອງມໍເຕີ.
Microstepping ບໍ່ໄດ້ເພີ່ມຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງມຸມຂັ້ນຕອນ, ແຕ່ເຮັດໃຫ້ມໍເຕີແລ່ນຫຼາຍຂຶ້ນ
ກ້ຽງແລະມີສິ່ງລົບກວນຫນ້ອຍ. ແຮງບິດໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນ 15% ຕ່ໍາສໍາລັບການດໍາເນີນງານເຄິ່ງຫນຶ່ງ
ກ່ວາສໍາລັບການດໍາເນີນງານຂັ້ນຕອນຢ່າງເຕັມທີ່, ແລະ 30% ຕ່ໍາສໍາລັບການຄວບຄຸມປັດຈຸບັນຄື້ນ sine.
ເວລາປະກາດ: 09-09-2022