Muturi stepperJista' jintuża għall-kontroll tal-veloċità u l-kontroll tal-pożizzjonament mingħajr l-użu ta' apparati ta' feedback (jiġifieri kontroll b'ċirkwit miftuħ), għalhekk din is-soluzzjoni tas-sewqan hija kemm ekonomika kif ukoll affidabbli. Fit-tagħmir tal-awtomazzjoni, l-istrumenti, is-sewqan stepper intuża ħafna. Iżda ħafna utenti tal-persunal tekniku dwar kif jagħżlu l-mutur stepper xieraq, kif jiksbu l-aħjar prestazzjoni tas-sewqan stepper jew għandhom aktar mistoqsijiet. Dan id-dokument jiddiskuti l-għażla tal-muturi stepper, b'fokus fuq l-applikazzjoni ta' xi esperjenza fl-inġinerija tal-muturi stepper, nittama li l-popolarizzazzjoni tal-muturi stepper fit-tagħmir tal-awtomazzjoni jkollha rwol fir-referenza.
1. Introduzzjoni ta'mutur stepper
Il-mutur stepper huwa magħruf ukoll bħala mutur tal-polz jew mutur step. Javvanza b'ċertu angolu kull darba li l-istat tal-eċitazzjoni jinbidel skont is-sinjal tal-polz tad-dħul, u jibqa' wieqaf f'ċerta pożizzjoni meta l-istat tal-eċitazzjoni jibqa' l-istess. Dan jippermetti lill-mutur stepper jikkonverti s-sinjal tal-polz tad-dħul fi spostament angolari korrispondenti għall-ħruġ. Billi tikkontrolla n-numru ta' polzi tad-dħul tista' tiddetermina b'mod preċiż l-ispostament angolari tal-ħruġ sabiex tikseb l-aħjar pożizzjonament; u billi tikkontrolla l-frekwenza tal-polzi tad-dħul tista' tikkontrolla b'mod preċiż il-veloċità angolari tal-ħruġ u tikseb l-iskop tar-regolazzjoni tal-veloċità. Fl-aħħar tas-snin sittin, twieldu varjetà ta' muturi stepper prattiċi, u l-aħħar 40 sena raw żvilupp mgħaġġel. Il-muturi stepper setgħu jgħaqqdu muturi DC, muturi asinkroniċi, kif ukoll muturi sinkroniċi, u saru tip bażiku ta' mutur. Hemm tliet tipi ta' muturi stepper: reattivi (tip VR), kalamiti permanenti (tip PM) u ibridi (tip HB). Il-mutur stepper ibridu jikkombina l-vantaġġi tal-ewwel żewġ forom ta' mutur stepper. Il-mutur stepper jikkonsisti minn rotor (qalba tar-rotor, kalamiti permanenti, xaft, ball bearings), stator (tkebbib, qalba tal-istator), tappijiet tat-tarf ta' quddiem u ta' wara, eċċ. L-aktar mutur stepper ibridu b'żewġ fażijiet tipiku għandu stator bi 8 snien kbar, 40 sinna żgħira u rotor b'50 sinna żgħira; mutur bi tliet fażijiet għandu stator b'9 snien kbar, 45 sinna żgħira u rotor b'50 sinna żgħira.
2. Prinċipju ta' kontroll
Il-mutur stepperMa jistax ikun imqabbad direttament mal-provvista tal-enerġija, u lanqas ma jista' jirċievi direttament sinjali tal-polz elettriku, irid jiġi realizzat permezz ta' interface speċjali - is-sewwieq tal-mutur stepper biex jinteraġixxi mal-provvista tal-enerġija u l-kontrollur. Is-sewwieq tal-mutur stepper ġeneralment ikun magħmul minn distributur taċ-ċirku, u ċirkwit tal-amplifikatur tal-qawwa. Id-diviżur taċ-ċirku jirċievi s-sinjali tal-kontroll mill-kontrollur. Kull darba li jiġi riċevut sinjal tal-polz, l-output tad-diviżur taċ-ċirku jiġi kkonvertit darba, għalhekk il-preżenza jew l-assenza u l-frekwenza tas-sinjal tal-polz jistgħu jiddeterminaw jekk il-veloċità tal-mutur stepper hijiex għolja jew baxxa, jekk taċċellera jew tnaqqas il-veloċità biex tibda jew tieqaf. Id-distributur taċ-ċirku għandu wkoll jimmonitorja s-sinjal tad-direzzjoni mill-kontrollur biex jiddetermina jekk it-tranżizzjonijiet tal-istat tal-output tiegħu humiex f'ordni pożittiva jew negattiva, u b'hekk jiddetermina l-istering tal-mutur stepper.
3. Parametri ewlenin
①Numru tal-blokk: prinċipalment 20, 28, 35, 42, 57, 60, 86, eċċ.
②Numru tal-fażi: in-numru ta' kolji ġewwa l-mutur stepper, in-numru tal-fażi tal-mutur stepper ġeneralment għandu żewġ fażijiet, tliet fażijiet, ħames fażijiet. Iċ-Ċina tuża prinċipalment muturi stepper b'żewġ fażijiet, u tliet fażijiet għandha wkoll xi applikazzjonijiet. Il-Ġappun juża aktar spiss muturi stepper b'ħames fażijiet
③Angolu tal-pass: li jikkorrispondi għal sinjal tal-polz, l-ispostament angolari tar-rotazzjoni tar-rotor tal-mutur. Il-formula tal-kalkolu tal-angolu tal-pass tal-mutur stepper hija kif ġej
Angolu tal-pass = 360° ÷ (2mz)
m in-numru ta' fażijiet ta' mutur stepper
Z in-numru ta' snien tar-rotor ta' mutur stepper.
Skont il-formula ta' hawn fuq, l-angolu tal-pass tal-muturi stepper b'żewġ fażijiet, tliet fażijiet u ħames fażijiet huwa 1.8°, 1,2° u 0.72° rispettivament
④ Torque ta' żamma: huwa t-torque tal-istralċ tal-istator tal-mutur permezz tal-kurrent nominali, iżda r-rotor ma jdurx, l-istator jissakkar ir-rotor. It-torque ta' żamma huwa l-aktar parametru importanti tal-muturi stepper, u huwa l-bażi ewlenija għall-għażla tal-mutur
⑤ Torque tal-pożizzjonament: huwa t-torque meħtieġ biex iddawwar ir-rotor b'forza esterna meta l-mutur ma jgħaddix kurrent. It-torque huwa wieħed mill-indikaturi tal-prestazzjoni biex jiġi evalwat il-mutur, fil-każ ta' parametri oħra li huma l-istess, iktar ma jkun żgħir it-torque tal-pożizzjonament ifisser li l-"effett tal-islott" huwa iżgħar, iktar ikun ta' benefiċċju għall-intoppi tal-mutur li jaħdem b'veloċità baxxa. Karatteristiċi tal-frekwenza tat-torque: prinċipalment jirreferu għall-karatteristiċi tal-frekwenza tat-torque mtawwal, tħaddim stabbli tal-mutur b'ċerta veloċità jista' jiflaħ it-torque massimu mingħajr ma jitlef il-pass. Il-kurva tal-mument-frekwenza tintuża biex tiddeskrivi r-relazzjoni bejn it-torque massimu u l-veloċità (frekwenza) mingħajr ma jitlef il-pass. Il-kurva tal-frekwenza tat-torque hija parametru importanti tal-mutur stepper u hija l-bażi ewlenija għall-għażla tal-mutur.
⑥ Kurrent nominali: il-kurrent tal-istralċ tal-mutur meħtieġ biex jinżamm it-torque nominali, il-valur effettiv
4. L-għażla tal-punti
Għal applikazzjonijiet industrijali li jużaw mutur stepper b'veloċità sa 600 ~ 1500 rpm, veloċità ogħla, tista' tikkunsidra sewqan ta' mutur stepper b'ċirkwit magħluq, jew tagħżel programm ta' sewqan servo aktar xieraq għall-għażla tal-mutur stepper (ara l-figura hawn taħt).
(1) L-għażla tal-angolu tat-tarġa
Skont in-numru ta' fażijiet tal-mutur, hemm tliet tipi ta' angolu tal-pass: 1.8° (żewġ fażijiet), 1.2° (tliet fażijiet), 0.72° (ħames fażijiet). Naturalment, l-angolu tal-pass b'ħames fażijiet għandu l-ogħla preċiżjoni iżda l-mutur u s-sewwieq tiegħu huma aktar għaljin, għalhekk rarament jintuża fiċ-Ċina. Barra minn hekk, is-sewwieqa stepper mainstream issa qed jużaw it-teknoloġija tas-suddiviżjoni tas-sewqan, fl-4 suddiviżjonijiet hawn taħt, il-preċiżjoni tal-angolu tal-pass tas-suddiviżjoni xorta tista' tiġi garantita, għalhekk jekk l-indikaturi tal-preċiżjoni tal-angolu tal-pass biss mill-konsiderazzjoni, il-mutur stepper b'ħames fażijiet jista' jiġi sostitwit b'mutur stepper b'żewġ fażijiet jew bi tliet fażijiet. Pereżempju, fl-applikazzjoni ta' xi tip ta' ċomb għal tagħbija bil-kamin ta' 5mm, jekk jintuża mutur stepping b'żewġ fażijiet u s-sewwieq ikun issettjat f'4 suddiviżjonijiet, in-numru ta' impulsi għal kull rivoluzzjoni tal-mutur huwa 200 x 4 = 800, u l-ekwivalenti tal-impuls huwa 5 ÷ 800 = 0.00625mm = 6.25μm, din l-eżattezza tista' tissodisfa l-biċċa l-kbira tar-rekwiżiti tal-applikazzjoni.
(2) Għażla tat-torque statiku (torque taż-żamma)
Mekkaniżmi ta' trasmissjoni tat-tagħbija użati b'mod komuni jinkludu ċinturini sinkroniċi, vireg tal-filament, rack and pinion, eċċ. Il-klijenti l-ewwel jikkalkulaw it-tagħbija tal-magna tagħhom (prinċipalment it-torque tal-aċċelerazzjoni flimkien mat-torque tal-frizzjoni) konvertita għat-torque tat-tagħbija meħtieġ fuq ix-xaft tal-mutur. Imbagħad, skont il-veloċità massima tat-tħaddim meħtieġa mill-fjuri elettriċi, iż-żewġ każijiet ta' użu differenti li ġejjin biex jagħżlu t-torque ta' żamma xieraq tal-mutur stepper ① għall-applikazzjoni tal-veloċità tal-mutur meħtieġa ta' 300pm jew inqas: jekk it-tagħbija tal-magna tiġi konvertita għat-torque tat-tagħbija meħtieġ tax-xaft tal-mutur T1, allura dan it-torque tat-tagħbija jiġi mmultiplikat b'fattur ta' sigurtà SF (ġeneralment meħud bħala 1.5-2.0), jiġifieri, it-torque ta' żamma tal-mutur stepper meħtieġ Tn ②2 għal Għal applikazzjonijiet li jeħtieġu veloċità tal-mutur ta' 300pm jew aktar: issettja l-veloċità massima Nmax, jekk it-tagħbija tal-magna tiġi konvertita għax-xaft tal-mutur, it-torque tat-tagħbija meħtieġ huwa T1, allura dan it-torque tat-tagħbija jiġi mmultiplikat b'fattur ta' sigurtà SF (ġeneralment 2.5-3.5), li jagħti t-torque ta' żamma Tn. Irreferi għall-Figura 4 u agħżel mudell adattat. Imbagħad uża l-kurva tal-mument-frekwenza biex tivverifika u tqabbel: fuq il-kurva tal-mument-frekwenza, il-veloċità massima Nmax meħtieġa mill-utent tikkorrispondi għat-torque massimu tal-pass mitluf ta' T2, allura t-torque massimu tal-pass mitluf T2 għandu jkun aktar minn 20% akbar minn T1. Inkella, huwa meħtieġ li tagħżel mutur ġdid b'torque akbar, u tivverifika u tqabbel mill-ġdid skont il-kurva tal-frekwenza tat-torque tal-mutur li għadu kif intgħażel.
(3) Iktar ma jkun kbir in-numru bażi tal-mutur, iktar ikun kbir it-torque taż-żamma.
(4) skont il-kurrent nominali biex tagħżel is-sewwieq stepper li jaqbel.
Pereżempju, il-kurrent nominali ta' mutur 57CM23 huwa 5A, allura tqabbel il-kurrent massimu permess tas-sewqan ta' aktar minn 5A (jekk jogħġbok innota li huwa l-valur effettiv aktar milli l-quċċata), inkella jekk tagħżel kurrent massimu ta' sewqan ta' 3A biss, it-torque massimu tal-ħruġ tal-mutur jista' jkun biss madwar 60%!
5, esperjenza fl-applikazzjoni
(1) problema ta' reżonanza ta' frekwenza baxxa bil-mutur stepper
Is-suddiviżjoni stepper drive hija mod effettiv biex titnaqqas ir-reżonanza ta' frekwenza baxxa tal-muturi stepper. Taħt il-150rpm, is-suddiviżjoni drive hija effettiva ħafna fit-tnaqqis tal-vibrazzjoni tal-mutur. Teoretikament, iktar ma tkun kbira s-suddiviżjoni, aħjar ikun l-effett fuq it-tnaqqis tal-vibrazzjoni tal-mutur stepper, iżda s-sitwazzjoni attwali hija li s-suddiviżjoni tiżdied għal 8 jew 16 wara li l-effett tat-titjib fuq it-tnaqqis tal-vibrazzjoni tal-mutur stepper ikun laħaq l-estrem.
Fi snin reċenti, kien hemm sewwieqa stepper kontra r-reżonanza ta' frekwenza baxxa elenkati kemm f'pajjiżna kif ukoll barra minn pajjiżna, is-serje ta' prodotti DM u DM-S ta' Leisai, bit-teknoloġija tar-reżonanza kontra r-reżonanza ta' frekwenza baxxa. Din is-serje ta' sewwieqa tuża kumpens armoniku, permezz tal-kumpens tal-amplitudni u t-tqabbil tal-fażi, tista' tnaqqas ħafna l-vibrazzjoni ta' frekwenza baxxa tal-mutur stepper, biex tikseb vibrazzjoni baxxa u tħaddim ta' storbju baxx tal-mutur.
(2) L-impatt tas-suddiviżjoni tal-mutur stepper fuq il-preċiżjoni tal-pożizzjonament
Iċ-ċirkwit tas-sewqan tas-suddiviżjoni tal-mutur stepper mhux biss jista' jtejjeb l-intoppi tal-moviment tal-apparat, iżda jista' wkoll itejjeb b'mod effettiv il-preċiżjoni tal-pożizzjonament tat-tagħmir. It-testijiet juru li: Fil-pjattaforma tal-moviment tas-sewqan taċ-ċinturin sinkroniku, is-suddiviżjoni tal-mutur stepper 4, il-mutur jista' jiġi pożizzjonat b'mod preċiż f'kull pass.
Ħin tal-posta: 11 ta' Ġunju 2023