Salaku aktuator,motor steppermangrupa salah sahiji produk konci mekatronika, nu loba dipaké dina sagala rupa sistem kontrol automation. Kalayan ngembangkeun microelectronics sareng téknologi komputer, paménta pikeun motor stepper ningkat unggal dinten, sareng dianggo dina sagala rupa widang ékonomi nasional.
01 Naon amotor stepper
Motor stepper mangrupikeun alat éléktromékanis anu langsung ngarobih pulsa listrik kana gerak mékanis. Ku ngadalikeun runtuyan, frékuénsi sarta jumlah pulsa listrik dilarapkeun ka coil motor, steering motor stepper urang, speed na sudut rotasi bisa dikawasa. Tanpa ngagunakeun sistem kontrol eupan balik katutup-loop kalawan sensing posisi, posisi tepat jeung kontrol speed bisa dihontal ngagunakeun basajan, low-ongkos low sistem kontrol buka loop diwangun ku motor stepper jeung supir na.
02 motor stepperstruktur dasar jeung prinsip kerja
Struktur dasar:
Prinsip gawé: supir motor stepper nurutkeun pulsa kontrol éksternal jeung sinyal arah, ngaliwatan sirkuit logika internal na, ngadalikeun windings motor stepper dina urutan timing tangtu maju atawa sabalikna energized, jadi motor maju / rotasi sabalikna, atawa konci.
Candak 1,8 gelar dua-fase motor stepper salaku conto: nalika duanana windings anu energized tur bungah, aci kaluaran motor bakal cicing jeung dikonci dina posisi. Torsi maksimum anu bakal ngajaga motor dikonci dina arus dipeunteun nyaéta torsi nahan. Lamun arus dina salah sahiji windings dialihkeun, motor bakal muterkeun hiji hambalan (1,8 derajat) dina arah nu tangtu.
Nya kitu, lamun arus dina pungkal séjén robah arah, motor bakal muterkeun hiji hambalan (1,8 derajat) dina arah sabalikna ti urut. Lamun arus ngaliwatan windings coil anu sequentially dialihkeun ka éksitasi, motor bakal muterkeun dina hambalan kontinyu dina arah dibikeun kalawan akurasi kacida luhurna. Pikeun 1,8 derajat dua-fase stepper motor rotasi saminggu nyokot 200 léngkah.
Motor stepper dua fase gaduh dua jinis gulungan: bipolar sareng unipolar. motor bipolar boga ngan hiji pungkal coil per fase, motor rotasi kontinyu tina arus dina coil sarua jadi sequentially variabel éksitasi, desain sirkuit drive merlukeun dalapan saklar éléktronik pikeun switching sequential.
Motor unipolar gaduh dua gulungan gulungan anu polaritasna sabalikna dina unggal fase, sareng motor
rotates terus ku ganti energizing dua coils pungkal dina fase sarua.
Sirkuit drive dirancang pikeun merlukeun ukur opat saklar éléktronik. Dina bipolar
modeu drive, torsi kaluaran motor ngaronjat ku ngeunaan 40% dibandingkeun jeung
modeu drive unipolar sabab pungkal coils unggal fase 100% bungah.
03, beban motor Stepper
A. Beban Momen (Tf)
Tf = G * r
G: Beurat beurat
r: jari-jari
B. Beban inersia (TJ)
TJ = J * dw/dt
J = M * (R12+R22) / 2 (Kg * cm)
M: Beban beurat
R1: Radius cingcin luar
R2: Radius ring jero
dω/dt: Akselerasi sudut
04, stepper motor speed-tork kurva
Kurva speed-torque mangrupa ekspresi penting tina ciri kaluaran stepper
motor.
A. Stepper motor titik frékuénsi operasi
Nilai speed motor stepper dina titik nu tangtu.
n = q * Hz / (360 * D)
n: rev/detik
Hz: Nilai frékuénsi
D: nilai interpolasi sirkuit drive
q: stepper motor sudut hambalan
Contona, motor stepper kalawan sudut pitch 1,8 °, kalawan drive interpolasi 1/2.(ie, 0,9 ° per hambalan), boga laju 1,25 r / s dina frékuénsi operasi 500 Hz.
B. Motor stepper diri ngamimitian aréa
Wewengkon dimana motor stepper tiasa ngamimitian sareng dieureunkeun langsung.
C. Daérah operasi kontinyu
Di wewengkon ieu, motor stepper teu bisa dimimitian atawa dieureunkeun langsung. Motor stepper asupwewengkon ieu mimitina kudu ngaliwatan wewengkon timer ngamimitian lajeng jadi gancangan pikeun ngahontal étawewengkon operasi. Nya kitu, motor stepper di wewengkon ieu teu bisa langsung marake,disebutkeun éta gampang ngabalukarkeun motor stepper kaluar tina hambalan, mimitina kudu decelerated kawewengkon timer ngamimitian lajeng ngerem.
D. motor stepper frékuénsi awal maksimum
Motor no-beban kaayaan, pikeun mastikeun yén motor stepper teu leungit operasi hambalan tinafrékuénsi pulsa maksimum.
E. motor stepper frékuénsi operasi maksimum
Frékuénsi pulsa maksimum di mana motor bungah pikeun ngajalankeun tanpa kaleungitan léngkahhandapeun euweuh beban.
F. motor stepper dimimitian torsi / pull-di torsi
Pikeun minuhan motor stepper dina frékuénsi pulsa tangtu pikeun ngamimitian tur mimitian ngajalankeun, tanpakaleungitan léngkah tina torsi beban maksimum.
G. Stepper motor ngajalankeun torsi / tarik-di torsi
The torsi beban maksimum nu satisfies operasi stabil tina motor stepper di afrékuénsi pulsa tangtu tanpa leungitna hambalan.
05 Stepper motor akselerasi / deceleration kontrol gerak
Nalika motor stepper titik frékuénsi operasi dina kurva speed-torsi kontinyuwewengkon operasi, kumaha carana shorten motor ngamimitian atawa eureun akselerasi atawa decelerationwaktos, supados motor ngajalankeun deui dina kaayaan speed pangalusna, kukituna ngaronjatkeunwaktos jalan éféktif motor pisan kritis.
Ditémbongkeun saperti dina gambar di handap ieu, kurva karakteristik torsi dinamis motor stepper nyaétagaris lempeng horizontal dina laju low; dina laju luhur, kurva nurun éksponénsialalatan pangaruh induktansi.
Urang terang yén beban motor stepper nyaéta TL, anggap urang hoyong ngagancangkeun tina F0 ka F1 dinawaktos shortest (tr), kumaha carana ngitung shortest waktos 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 speed 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 rotational tina rotor motor dina beban.
q nyaéta sudut puteran unggal hambalan, nu mangrupakeun sudut hambalan tina motor stepper dina
bisi sakabeh drive.
Dina operasi deceleration, ngan ngabalikeun frékuénsi pulsa akselerasi luhur bisa
diitung.
06 Geter motor stepper sareng bising
Umumna disebutkeun, motor stepper dina operasi no-beban, nalika frékuénsi operasi motordeukeut atawa sarua jeung frékuénsi bawaan motor rotor urang bakal resonate, bakal seriusfenomena kaluar tina hambalan.
Sababaraha solusi pikeun résonansi:
A. Hindarkeun zona geter: supados frékuénsi operasi motor henteu turunrentang geter
B. Ngadopsi mode drive subdivision: Paké mode drive mikro-hambalan pikeun ngurangan Geter ku
ngabagi hiji hambalan aslina kana sababaraha léngkah pikeun ngaronjatkeun resolusi unggal
léngkah motor. Ieu tiasa dihontal ku nyaluyukeun fase kana rasio arus motor.
Microstepping henteu ningkatkeun akurasi sudut léngkah, tapi ngajadikeun motor langkung seueur
mulus tur kalawan kirang noise. Torsi umumna 15% langkung handap pikeun operasi satengah léngkah
ti keur operasi full-step, sarta 30% leuwih handap pikeun kontrol arus gelombang sinus.
waktos pos: Nov-09-2022