Pilihan motor stepper dina alat otomatisasi

Motor steppertiasa dianggo pikeun kontrol kecepatan sareng kontrol posisi tanpa nganggo alat eupan balik (contona kontrol loop terbuka), janten solusi drive ieu ekonomis sareng tiasa dipercaya. Dina alat otomatisasi, instrumen, stepper drive parantos seueur dianggo. Tapi seueur pangguna tanaga téknis ngeunaan kumaha milih motor stepper anu pas, kumaha ngadamel kinerja anu pangsaéna tina stepper drive atanapi gaduh langkung seueur patarosan. Makalah ieu ngabahas pilihan motor stepper, fokus kana aplikasi sababaraha pangalaman rékayasa motor stepper, kuring ngarepkeun yén popularisasi motor stepper dina alat otomatisasi maénkeun peran dina rujukan.

 

1. Bubukamotor stepper

Motor stepper ogé katelah motor pulsa atanapi motor léngkah. Motor ieu maju ku sudut anu tangtu unggal kaayaan éksitasi dirobih numutkeun sinyal pulsa input, sareng tetep cicing dina posisi anu tangtu nalika kaayaan éksitasi tetep teu robih. Ieu ngamungkinkeun motor stepper pikeun ngarobih sinyal pulsa input kana pamindahan sudut anu saluyu pikeun kaluaran. Ku cara ngontrol jumlah pulsa input, anjeun tiasa nangtukeun sacara akurat pamindahan sudut kaluaran pikeun ngahontal posisi anu pangsaéna; sareng ku cara ngontrol frékuénsi pulsa input, anjeun tiasa ngontrol sacara akurat kecepatan sudut kaluaran sareng ngahontal tujuan pangaturan kecepatan. Dina ahir taun 1960-an, rupa-rupa motor stepper praktis muncul, sareng 40 taun ka pengker parantos ningali kamekaran anu gancang. Motor stepper parantos tiasa ngahijikeun motor DC, motor asinkron, ogé motor sinkron, janten jinis motor dasar. Aya tilu jinis motor stepper: réaktif (tipe VR), magnet permanén (tipe PM) sareng hibrida (tipe HB). Motor stepper hibrida ngagabungkeun kaunggulan tina dua bentuk motor stepper anu munggaran. Motor stepper diwangun ku rotor (inti rotor, magnet permanén, aci, bantalan bal), stator (gulungan, inti stator), tutup hareup sareng tukang, jsb. Motor stepper hibrida dua fase anu paling umum ngagaduhan stator kalayan 8 huntu ageung, 40 huntu alit sareng rotor kalayan 50 huntu alit; motor tilu fase ngagaduhan stator kalayan 9 huntu ageung, 45 huntu alit sareng rotor kalayan 50 huntu alit.

 

2. Prinsip kontrol

Themotor stepperTeu tiasa langsung disambungkeun kana catu daya, sareng teu tiasa langsung nampi sinyal pulsa listrik, éta kedah diwujudkeun ngalangkungan antarmuka khusus - supir motor stepper pikeun berinteraksi sareng catu daya sareng pangontrol. Supir motor stepper umumna diwangun ku distributor cincin, sareng sirkuit penguat daya. Pembagi cincin nampi sinyal kontrol ti pangontrol. Unggal waktos sinyal pulsa ditampi, kaluaran pembagi cincin dirobih sakali, janten ayana atanapi henteuna sareng frékuénsi sinyal pulsa tiasa nangtukeun naha kecepatan motor stepper luhur atanapi handap, ngagancangkeun atanapi ngalambatkeun pikeun ngamimitian atanapi eureun. Distributor cincin ogé kedah ngawas sinyal arah ti pangontrol pikeun nangtukeun naha transisi kaayaan kaluaranana aya dina urutan positif atanapi négatip, sahingga nangtukeun setir motor stepper.

 

3. Parameter utama

①Nomer blok: utamina 20, 28, 35, 42, 57, 60, 86, jsb.

②Nomer fase: jumlah kumparan di jero motor stepper, nomer fase motor stepper umumna gaduh dua fase, tilu fase, lima fase. Cina utamina nganggo motor stepper dua fase, tilu fase ogé gaduh sababaraha aplikasi. Jepang langkung sering nganggo motor stepper lima fase

③Sudut léngkah: pakait jeung sinyal pulsa, nyaéta pamindahan sudut rotasi rotor motor. Rumus itungan sudut léngkah motor stepper nyaéta saperti kieu.

Sudut léngkah = 360° ÷ (2mz)

m jumlah fase motor stepper

Z jumlah huntu rotor motor stepper.

Numutkeun rumus di luhur, sudut léngkah motor stepper dua fase, tilu fase, sareng lima fase masing-masing nyaéta 1,8°, 1,2°, sareng 0,72°.

④ Nahan torsi: nyaéta torsi gulungan stator motor ngaliwatan arus anu dipeunteun, tapi rotor henteu muter, stator ngunci rotor. Nahan torsi mangrupikeun parameter anu paling penting dina motor stepper, sareng mangrupikeun dasar utama pikeun milih motor.

⑤ Torsi posisi: nyaéta torsi anu diperyogikeun pikeun muterkeun rotor ku gaya éksternal nalika motor henteu ngalirkeun arus. Torsi mangrupikeun salah sahiji indikator kinerja pikeun meunteun motor, dina hal parameter sanés sami, langkung alit torsi posisi hartosna "éfék slot" langkung alit, langkung mangpaat pikeun kelancaran motor anu dijalankeun dina kecepatan rendah karakteristik frékuénsi torsi: utamina nujul kana karakteristik frékuénsi torsi anu ditarik, operasi motor anu stabil dina kecepatan anu tangtu tiasa nahan torsi maksimum tanpa kaleungitan léngkah. Kurva momen-frékuénsi dianggo pikeun ngajelaskeun hubungan antara torsi maksimum sareng kecepatan (frékuénsi) tanpa kaleungitan léngkah. Kurva frékuénsi torsi mangrupikeun parameter penting tina motor stepper sareng mangrupikeun dasar utama pikeun pilihan motor.

⑥ Arus anu dipeunteun: arus gulungan motor anu diperyogikeun pikeun ngajaga torsi anu dipeunteun, nilai efektif

 

4. Milih titik-titik

Aplikasi industri anu dianggo dina motor stepper kalayan kecepatan dugi ka 600 ~ 1500rpm, kalayan kecepatan anu langkung luhur, anjeun tiasa mertimbangkeun drive motor stepper loop tertutup, atanapi milih program servo drive anu langkung pas pikeun léngkah-léngkah pamilihan motor stepper (tingali gambar di handap).

 

(1) Pilihan sudut léngkah

Numutkeun jumlah fase motor, aya tilu jinis sudut léngkah: 1,8° (dua fase), 1,2° (tilu fase), 0,72° (lima fase). Tangtosna, sudut léngkah lima fase gaduh akurasi pangluhurna tapi motor sareng panggerakna langkung mahal, janten jarang dianggo di Cina. Salian ti éta, panggerak stepper utama ayeuna nganggo téknologi drive subdivisi, dina 4 subdivisi di handap, akurasi sudut léngkah subdivisi masih tiasa dijamin, janten upami indikator akurasi sudut léngkah nyalira tina tinimbangan, motor stepper lima fase tiasa digentos ku motor stepper dua fase atanapi tilu fase. Contona, dina aplikasi sababaraha jinis timah pikeun beban sekrup 5mm, upami motor stepping dua fase dianggo sareng supir disetel dina 4 subdivisi, jumlah pulsa per puteran motor nyaéta 200 x 4 = 800, sareng sarimbag pulsa nyaéta 5 ÷ 800 = 0,00625mm = 6,25μm, akurasi ieu tiasa nyumponan kaseueuran sarat aplikasi.

(2) Pilihan torsi statis (torsi nahan)

Mékanisme transmisi beban anu umum dianggo kalebet sabuk sinkron, batang filamén, rak sareng pinion, jsb. Konsumén mimitina ngitung beban mesinna (utamina torsi akselerasi ditambah torsi gesekan) anu dirobih janten torsi beban anu diperyogikeun dina aci motor. Teras, numutkeun kecepatan jalan maksimum anu diperyogikeun ku kembang listrik, dua kasus panggunaan anu béda ieu pikeun milih torsi panahan anu pas pikeun motor stepper ① pikeun aplikasi kecepatan motor anu diperyogikeun 300pm atanapi kirang: upami beban mesin dirobih janten torsi beban anu diperyogikeun aci motor T1, maka torsi beban ieu dikalikeun ku faktor kaamanan SF (umumna dicandak salaku 1.5-2.0), nyaéta, torsi panahan motor stepper anu diperyogikeun Tn ②2 pikeun Pikeun aplikasi anu meryogikeun kecepatan motor 300pm atanapi langkung: atur kecepatan maksimum Nmax, upami beban mesin dirobih janten aci motor, torsi beban anu diperyogikeun nyaéta T1, maka torsi beban ieu dikalikeun ku faktor kaamanan SF (biasana 2.5-3.5), anu masihan torsi panahan Tn. Tingali Gambar 4 sareng pilih modél anu cocog. Teras anggo kurva frékuénsi momen pikeun mariksa sareng ngabandingkeun: dina kurva frékuénsi momen, kecepatan maksimum Nmax anu diperyogikeun ku pangguna pakait sareng torsi léngkah leungit maksimum T2, maka torsi léngkah leungit maksimum T2 kedah langkung ti 20% langkung ageung tibatan T1. Upami henteu, perlu milih motor énggal kalayan torsi anu langkung ageung, sareng mariksa sareng ngabandingkeun deui numutkeun kurva frékuénsi torsi motor anu nembé dipilih.

(3) Beuki gedé jumlah dasar motor, beuki gedé torsi nahanna.

(4) numutkeun arus anu dipeunteun pikeun milih supir stepper anu cocog.

Contona, arus anu dipeunteun tina motor 57CM23 nyaéta 5A, teras anjeun cocogkeun arus maksimum anu diidinan drive anu langkung ti 5A (perhatoskeun yén éta mangrupikeun nilai efektif tinimbang puncak), upami henteu upami anjeun milih arus maksimum ngan ukur drive 3A, torsi kaluaran maksimum motor ngan ukur tiasa sakitar 60%!

5, pangalaman aplikasi

(1) masalah résonansi frékuénsi handap motor stepper

Drive stepper subdivisi mangrupikeun cara anu efektif pikeun ngirangan résonansi frékuénsi rendah motor stepper. Di handap 150rpm, drive subdivisi épéktip pisan dina ngirangan geteran motor. Sacara téoritis, beuki ageung subdivisi, beuki saé pangaruhna kana ngirangan geteran motor stepper, tapi kaayaan anu saleresna nyaéta subdivisi ningkat janten 8 atanapi 16 saatos pangaruh paningkatan dina ngirangan geteran motor stepper parantos ngahontal ekstrim.

Dina sababaraha taun ka pengker, aya supir stepper résonansi anti-frékuénsi rendah anu didaptarkeun di jero sareng di luar negeri, DM Leisai's, séri produk DM-S, téknologi résonansi anti-frékuénsi rendah. Séri supir ieu nganggo kompensasi harmonik, ngalangkungan kompensasi cocog amplitudo sareng fase, tiasa ngirangan geter frékuénsi rendah motor stepper, pikeun ngahontal geter anu rendah sareng operasi motor anu rendah bising.

(2) Dampak subdivisi motor stepper kana akurasi posisi

Sirkuit panggerak subdivisi motor stepper henteu ngan ukur tiasa ningkatkeun kelancaran gerakan alat, tapi ogé tiasa sacara efektif ningkatkeun akurasi posisi alat. Tés nunjukkeun yén: Dina platform gerakan panggerak sabuk sinkron, subdivisi motor stepper 4, motor tiasa diposisikan sacara akurat dina unggal léngkah.