Bħala attwatur,mutur stepperhuwa wieħed mill-prodotti ewlenin tal-mekatronika, li jintuża ħafna f'diversi sistemi ta' kontroll tal-awtomazzjoni. Bl-iżvilupp tal-mikroelettronika u t-teknoloġija tal-kompjuter, id-domanda għal muturi stepper qed tiżdied jum b'jum, u jintużaw f'diversi oqsma ekonomiċi nazzjonali.
01 X'inhumutur stepper
Mutur stepper huwa apparat elettromekkaniku li jikkonverti direttament impulsi elettriċi f'moviment mekkaniku. Billi jikkontrolla s-sekwenza, il-frekwenza u n-numru ta' impulsi elettriċi applikati għall-kolja tal-mutur, l-istering, il-veloċità u l-angolu tar-rotazzjoni tal-mutur stepper jistgħu jiġu kkontrollati. Mingħajr l-użu ta' sistema ta' kontroll ta' feedback b'ċirkwit magħluq b'sensing tal-pożizzjoni, kontroll preċiż tal-pożizzjoni u l-veloċità jista' jinkiseb bl-użu ta' sistema ta' kontroll b'ċirkwit miftuħ sempliċi u bi prezz baxx magħmula minn mutur stepper u s-sewwieq li jakkumpanjah.
02 mutur stepperstruttura bażika u prinċipju ta' ħidma
Struttura bażika:
Prinċipju ta' ħidma: is-sewwieq tal-mutur stepper skont il-polz tal-kontroll estern u s-sinjal tad-direzzjoni, permezz taċ-ċirkwit loġiku intern tiegħu, jikkontrolla l-koljaturi tal-mutur stepper f'ċerta sekwenza ta' ħin 'il quddiem jew lura enerġizzat, sabiex il-mutur idur 'il quddiem/lura, jew jissakkar.
Ħu mutur stepper b'żewġ fażijiet ta' 1.8 gradi bħala eżempju: meta ż-żewġ koljaturi jkunu enerġizzati u eċċitati, ix-xaft tal-ħruġ tal-mutur ikun wieqaf u msakkar fil-pożizzjoni tiegħu. It-torque massimu li jżomm il-mutur imsakkar fil-kurrent nominali huwa t-torque taż-żamma. Jekk il-kurrent f'wieħed mill-koljaturi jiġi ridirett, il-mutur idur pass wieħed (1.8 gradi) f'direzzjoni partikolari.
Bl-istess mod, jekk il-kurrent fl-istralċ l-ieħor jibdel id-direzzjoni, il-mutur idur pass wieħed (1.8 gradi) fid-direzzjoni opposta ta' qabel. Meta l-kurrent mill-istralċ tal-koljatura jiġi ridirett sekwenzjalment għall-eċitazzjoni, il-mutur idur f'pass kontinwu fid-direzzjoni mogħtija b'eżattezza għolja ħafna. Għal 1.8 gradi ta' mutur stepper b'żewġ fażijiet, ir-rotazzjoni ta' ġimgħa tieħu 200 pass.
Muturi stepper b'żewġ fażijiet għandhom żewġ tipi ta' koljaturi: bipolari u unipolari. Muturi bipolari għandhom kolja waħda biss ta' koljatura għal kull fażi, u l-mutur ibiddel kontinwament il-kurrent fl-istess kolja biex ivarja sekwenzjalment l-eċitazzjoni. Id-disinn taċ-ċirkwit tas-sewqan jeħtieġ tmien swiċċijiet elettroniċi għall-iswiċċjar sekwenzjali.
Muturi unipolari għandhom żewġ kolji tal-istralċ ta' polarità opposta fuq kull fażi, u l-mutur
idur kontinwament billi jenergizza alternattivament iż-żewġ koljaturi tal-istralċ fuq l-istess fażi.
Iċ-ċirkwit tas-sewqan huwa ddisinjat biex jeħtieġ biss erba' swiċċijiet elettroniċi. Fil-bipolari
Fil-modalità tas-sewqan, it-torque tal-ħruġ tal-mutur jiżdied b'madwar 40% meta mqabbel mal-
Modalità ta' sewqan unipolari għaliex il-koljaturi tal-istralċ ta' kull fażi huma eċċitati 100%.
03, Tagħbija tal-mutur stepper
A. Tagħbija tal-mument (Tf)
Tf = G * r
G: Piż tat-tagħbija
r: raġġ
B. Tagħbija ta' inerzja (TJ)
TJ = J * dw/dt
J = M * (R12+R22) / 2 (Kg * ċm)
M: Massa tat-tagħbija
R1: Ir-raġġ taċ-ċirku ta' barra
R2: Ir-raġġ taċ-ċirku ta' ġewwa
dω/dt: Aċċelerazzjoni angolari
04, kurva tal-veloċità-torque tal-mutur stepper
Il-kurva tal-veloċità-torque hija espressjoni importanti tal-karatteristiċi tal-ħruġ tal-stepper
muturi.
A. Punt tal-frekwenza tat-tħaddim tal-mutur stepper
Il-valur tal-veloċità tal-mutur stepper f'ċertu punt.
n = q * Hz / (360 * D)
n: rev/sek
Hz: Valur tal-frekwenza
D: Valur tal-interpolazzjoni taċ-ċirkwit tas-sewqan
q: angolu tal-pass tal-mutur stepper
Pereżempju, mutur stepper b'angolu ta' inklinazzjoni ta' 1.8°, b'sewqan ta' interpolazzjoni ta' 1/2(jiġifieri, 0.9° kull pass), għandu veloċità ta' 1.25 r/s bi frekwenza operattiva ta' 500 Hz.
B. Żona ta' awto-startjar tal-mutur stepper
Iż-żona fejn il-mutur stepper jista' jinbeda u jitwaqqaf direttament.
Ċ. Żona ta' operazzjoni kontinwa
F'dan il-qasam, il-mutur stepper ma jistax jinbeda jew jitwaqqaf direttament. Muturi stepper fiDin iż-żona l-ewwel trid tgħaddi miż-żona tal-awto-start u mbagħad tiġi aċċellerata biex tilħaq il-żona operattiva. Bl-istess mod, il-mutur stepper f'din iż-żona ma jistax jiġi bbrejkjat direttament,inkella huwa faċli li l-mutur stepper joħroġ mill-pass, l-ewwel irid jiġi deċellerat biexiż-żona li tibda waħedha u mbagħad ibbrejkja.
D. Frekwenza massima tal-bidu tal-mutur stepper
Stat mingħajr tagħbija tal-mutur, biex jiġi żgurat li l-mutur stepper ma jitlifx l-operazzjoni tal-pass tal-frekwenza massima tal-polz.
E. Frekwenza massima tat-tħaddim tal-mutur stepper
Il-frekwenza massima tal-polz li biha l-mutur ikun eċċitat biex jaħdem mingħajr ma jitlef passmingħajr tagħbija.
F. Torque tal-bidu tal-mutur stepper / torque tal-ġbid 'il ġewwa
Biex tilħaq il-mutur stepper f'ċerta frekwenza tal-polz biex tibda u tibda taħdem, mingħajrpassi mitlufa tat-torque massimu tat-tagħbija.
G. Torque tat-tħaddim tal-mutur stepper/torque tad-dħul
It-torque massimu tat-tagħbija li jissodisfa t-tħaddim stabbli tal-mutur stepper f'aċerta frekwenza tal-polz mingħajr telf ta' pass.
05 Kontroll tal-moviment tal-aċċelerazzjoni/deċelerazzjoni tal-mutur stepper
Meta l-punt tal-frekwenza tat-tħaddim tal-mutur stepper fil-kurva tal-veloċità-torque ta' kontinwureġjun ta' operazzjoni, kif tqassar il-bidu jew il-waqfien tal-mutur fl-aċċelerazzjoni jew id-deċelerazzjoniħin, sabiex il-mutur jaħdem aktar fl-aħjar stat ta' veloċità, u b'hekk iżid il-Il-ħin effettiv tat-tħaddim tal-mutur huwa kritiku ħafna.
Kif muri fil-figura t'hawn taħt, il-kurva karatteristika tat-torque dinamiku tal-mutur stepper hijalinja dritta orizzontali b'veloċità baxxa; b'veloċità għolja, il-kurva tonqos b'mod esponenzjaliminħabba l-influwenza tal-induttanza.
Nafu li t-tagħbija tal-mutur stepper hija TL, ejja ngħidu li rridu naċċeleraw minn F0 għal F1 fiL-iqsar ħin (tr), kif tikkalkula l-iqsar ħin tr?
(1) Normalment, 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. Aċċelerazzjoni esponenzjali f'kundizzjoni ta' veloċità għolja
(1) Normalment
TJ0 = 70%Tm0
TJ1 = 70%Tm1
TL = 60%Tm1
(2)
tr = F4 * F'[(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)
Noti.
J tindika l-inerzja rotazzjonali tar-rotor tal-mutur taħt tagħbija.
q huwa l-angolu tar-rotazzjoni ta' kull pass, li huwa l-angolu tal-pass tal-mutur stepper fil-
fil-każ tas-sewqan kollu.
Fl-operazzjoni ta' deċelerazzjoni, sempliċement ireġġa' lura l-frekwenza tal-polz tal-aċċelerazzjoni ta' hawn fuq tista' tkun
ikkalkulat.
06 vibrazzjoni u storbju tal-mutur stepper
Ġeneralment, mutur stepper f'operazzjoni mingħajr tagħbija, meta l-frekwenza tat-tħaddim tal-muturhuwa qrib jew ugwali għall-frekwenza inerenti tar-rotor tal-mutur se jirreżona, serju seiseħħ fenomenu ta' barra mill-pass.
Diversi soluzzjonijiet għar-reżonanza:
A. Evita ż-żona tal-vibrazzjoni: sabiex il-frekwenza tat-tħaddim tal-mutur ma taqax fi ħdanhail-firxa tal-vibrazzjoni
B. Adotta l-modalità tas-sewqan tas-suddiviżjoni: Uża l-modalità tas-sewqan tal-mikro-pass biex tnaqqas il-vibrazzjoni billi
suddiviżjoni tal-pass oriġinali f'diversi passi biex tiżdied ir-riżoluzzjoni ta' kull wieħed
pass tal-mutur. Dan jista' jinkiseb billi jiġi aġġustat il-proporzjon tal-fażi għall-kurrent tal-mutur.
Il-mikrostepping ma jżidx il-preċiżjoni tal-angolu tal-pass, iżda jġiegħel il-mutur jaħdem aktar
bla xkiel u b'inqas storbju. It-torque ġeneralment huwa 15% inqas għal tħaddim ta' nofs pass
milli għal tħaddim b'pass sħiħ, u 30% inqas għall-kontroll tal-kurrent tal-mewġa sinusoidali.
Ħin tal-pubblikazzjoni: 09 ta' Novembru 2022