Salaku aktuator,motor steppermangrupikeun salah sahiji produk konci mekatronik, anu seueur dianggo dina rupa-rupa sistem kontrol otomatisasi. Kalayan kamekaran mikroéléktronika sareng téknologi komputer, paménta motor stepper ningkat unggal dintenna, sareng dianggo dina rupa-rupa widang ékonomi nasional.
01 Naon arimotor stepper
Motor stepper nyaéta alat éléktromékanis anu langsung ngarobah pulsa listrik jadi gerakan mékanis. Ku cara ngontrol runtuyan, frékuénsi, sareng jumlah pulsa listrik anu diterapkeun kana koil motor, setir, kecepatan, sareng sudut rotasi motor stepper tiasa dikontrol. Tanpa nganggo sistem kontrol eupan balik loop katutup kalayan sensor posisi, kontrol posisi sareng kecepatan anu tepat tiasa kahontal nganggo sistem kontrol loop katutup anu saderhana sareng murah anu diwangun ku motor stepper sareng supir anu ngiringan.
02 motor stepperstruktur dasar sareng prinsip kerja
Struktur dasar：
Prinsip kerja: supir motor stepper dumasar kana pulsa kontrol éksternal sareng sinyal arah, ngalangkungan sirkuit logika internalna, ngontrol gulungan motor stepper dina runtuyan timing anu tangtu maju atanapi mundur, supados motor maju / mundur rotasi, atanapi konci.
Candak conto motor stepper dua fase 1,8 derajat: nalika duanana gulungan diénergikeun sareng diéksivasi, aci kaluaran motor bakal cicing sareng dikonci dina posisina. Torsi maksimum anu bakal ngajaga motor tetep dikonci dina arus anu dipeunteun nyaéta torsi anu nahan. Upami arus dina salah sahiji gulungan dialihkeun, motor bakal muter hiji léngkah (1,8 derajat) dina arah anu ditangtukeun.
Sarua kitu, upami arus dina gulungan anu sanés ngarobih arah, motor bakal muter hiji léngkah (1,8 derajat) dina arah anu sabalikna tina anu sateuacanna. Nalika arus anu ngalangkungan gulungan koil sacara berurutan dialihkeun ka éksitasi, motor bakal muter dina léngkah kontinyu dina arah anu ditangtukeun kalayan akurasi anu luhur pisan. Pikeun 1,8 derajat motor stepper dua fase, rotasi saminggu nyandak 200 léngkah.
Motor stepper dua fase mibanda dua jinis lilitan: bipolar sareng unipolar. Motor bipolar ngan ukur mibanda hiji lilitan lilitan per fase, motorna terus-terusan muterkeun arus dina lilitan anu sami pikeun ngahasilkeun eksitasi variabel sacara sekuensial, desain sirkuit drive meryogikeun dalapan saklar éléktronik pikeun switching sekuensial.
Motor unipolar mibanda dua kumparan anu polaritasna sabalikna dina unggal fase, sareng motorna
muter terus-terusan ku cara silih genti méré énergi ka dua kumparan anu dina fase anu sarua.
Sirkuit drive dirancang pikeun ngan ukur meryogikeun opat saklar éléktronik. Dina bipolar
modeu nyetir, torsi kaluaran motor ningkat sakitar 40% dibandingkeun sareng
modeu drive unipolar sabab kumparan lilitan unggal fase 100% tereksitasi.
03, Beban motor stepper
A. Beban momen (Tf)
Tf = G * r
G: Beurat beban
r: radius
B. Beban inersia (TJ)
TJ = J * dw/dt
J = M * (R12+R22) / 2 (Kg * cm)
M: Massa beban
R1: Radius cingcin luar
R2: Radius cingcin jero
dω/dt: Akselerasi sudut
04, kurva torsi-laju motor stepper
Kurva laju-torsi mangrupikeun éksprési penting tina karakteristik kaluaran stepper.
motor.
A. Titik frékuénsi operasi motor stepper
Nilai kecepatan motor stepper dina titik anu tangtu.
n = q * Hz / (360 * D)
n: rév/detik
Hz: Nilai frékuénsi
D: Nilai interpolasi sirkuit drive
q: sudut léngkah motor stepper
Contona, motor stepper kalayan sudut pitch 1,8°, kalayan drive interpolasi 1/2(nyaéta, 0,9° per léngkah), mibanda kecepatan 1,25 r/s dina frékuénsi operasi 500 Hz.
B. Daérah ngamimitian otomatis motor stepper
Daérah dimana motor stepper tiasa dihurungkeun sareng dieureunkeun sacara langsung.
C. Daérah operasi kontinyu
Di daérah ieu, motor stepper teu tiasa dihurungkeun atanapi dieureunkeun sacara langsung. Motor stepper dinawewengkon ieu kudu ngaliwat heula wewengkon mimiti sorangan terus digancangkeun pikeun ngahontaldaérah operasi. Sarua kitu, motor stepper di daérah ieu teu tiasa direm langsung,upami henteu, gampang nyababkeun motor stepper kaluar tina léngkah, kedah dilambatkeun heula kawewengkon anu bisa ngamimitian sorangan terus dierem.
D. Frékuénsi awal maksimum motor stepper
Kaayaan motor tanpa beban, pikeun mastikeun yén motor stepper henteu kaleungitan operasi léngkah tinafrékuénsi pulsa maksimum.
E. Frékuénsi operasi maksimum motor stepper
Frékuénsi pulsa maksimum dimana motor kadorong pikeun dijalankeun tanpa kaleungitan léngkahdina kaayaan teu aya beban.
F. Torsi awal motor stepper / torsi tarik-ka jero
Pikeun minuhan motor stepper dina frékuénsi pulsa anu tangtu pikeun ngamimitian sareng mimiti ngajalankeun, tanpakaleungitan léngkah tina torsi beban maksimum.
G. Motor stepper ngajalankeun torsi/torsi tarik-masuk
Torsi beban maksimum anu nyumponan operasi motor stepper anu stabil dina afrékuénsi pulsa anu tangtu tanpa kaleungitan léngkah.
05 Kontrol gerakan akselerasi/deselerasi motor stepper
Nalika frékuénsi operasi motor stepper nunjuk dina kurva kecepatan-torsi kontinyudaérah operasi, kumaha carana ngirangan waktu ngamimitian motor atanapi ngeureunkeun akselerasi atanapi deselerasiwaktos, supados motor tiasa dianggo langkung lami dina kaayaan kecepatan anu pangsaéna, sahingga ningkatkeunwaktos jalan motor anu efektif penting pisan.
Sakumaha anu dipidangkeun dina gambar di handap ieu, kurva karakteristik torsi dinamis motor stepper nyaétagaris lempeng horizontal dina kecepatan rendah; dina kecepatan tinggi, kurva turun sacara eksponensialkusabab pangaruh induktansi.
Urang terang yén beban motor stepper nyaéta TL, anggap urang hoyong ngagancangkeun ti F0 ka F1 dinawaktos pangpondokna (tr), kumaha ngitung waktos pangpondokna tr?
(1) Biasana, 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. Akselerasi éksponénsial dina kaayaan kecepatan tinggi
(1) Biasana
TJ0 = 70%Tm0
TJ1 = 70%Tm1
TL = 60%Tm1
(2)
tr = F4 * Dina [(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)
Catetan.
J nunjukkeun inersia rotasi rotor motor dina beban.
q nyaéta sudut rotasi unggal léngkah, nyaéta sudut léngkah motor stepper dina
kasus sakabéh drive.
Dina operasi deselerasi, ngan saukur malikkeun frékuénsi pulsa akselerasi di luhur tiasa
diitung.
06 motor stepper geter sareng bising
Sacara umum, motor stepper dina operasi tanpa beban, nalika frékuénsi operasi motordeukeut atawa sarua jeung frékuénsi bawaan rotor motor bakal ngaréson, bakal seriuslumangsungna fenomena di luar léngkah.
Sababaraha solusi pikeun résonansi:
A. Hindari zona geter: supados frékuénsi operasi motor henteu murag dinarentang geteran
B. Ngadopsi modeu drive subdivision: Anggo modeu drive micro-step pikeun ngirangan geteran ku cara
ngabagi hiji léngkah awal jadi sababaraha léngkah pikeun ningkatkeun résolusi unggal léngkah
léngkah motor. Ieu tiasa kahontal ku cara nyaluyukeun babandingan fase sareng arus motor.
Microstepping teu ningkatkeun akurasi sudut léngkah, tapi ngajantenkeun motor langkung gancang jalan
lancar sareng kirang noise. Torsi umumna 15% langkung handap pikeun operasi satengah léngkah
tibatan pikeun operasi léngkah pinuh, sareng 30% langkung handap pikeun kontrol arus gelombang sinus.
Waktos posting: 09-Nop-2022