Hybrid Stepper Motorvervaardiger in China - Besfoc

Inleiding van trapmotor

Wat is 'n trapmotor？

N Steppermotor is 'n tipe elektriese motor wat in presiese, vaste trappe beweeg, eerder as om voortdurend soos 'n gewone motor te draai. Dit word gereeld gebruik in toepassings waar presiese posisiebeheer benodig word, soos 3D -drukkers, CNC -masjiene, robotika en kamera -platforms.

Steppermotors is 'n soort elektriese motor wat elektriese energie met 'n merkwaardige akkuraatheid in rotasiebeweging omskep. In teenstelling met gewone elektriese motors, wat deurlopende rotasie bied, maak trapmotors diskrete stappe in, wat dit ideaal maak vir toepassings wat akkurate posisionering benodig.

Elke pols van elektrisiteit wat na 'n trapmotor van sy bestuurder gestuur word, lei tot 'n presiese beweging - elke pols stem ooreen met 'n spesifieke stap. Die snelheid waarteen die motor direk draai, korreleer met die frekwensie van hierdie pulse: hoe vinniger die pulse gestuur word, hoe vinniger is die rotasie.

Een van die belangrikste voordele van Stepper Motor S is hul maklike beheer. Die meeste bestuurders werk met 5-volt-pulse, versoenbaar met algemene geïntegreerde stroombane. U kan óf 'n stroombaan ontwerp om hierdie pulse te genereer of 'n polsgenerator van maatskappye soos BESFOC te gebruik.

Ondanks hul af en toe onakkuraathede - standaardstapmotors het 'n akkuraatheid van ongeveer ± 3 boog minute (0,05 °) - versamel hierdie foute nie met veelvuldige stappe nie. Byvoorbeeld, as 'n standaard stappermotor een stap maak, sal dit 1,8 ° ± 0,05 ° draai. Selfs na 'n miljoen stappe is die totale afwyking steeds net ± 0,05 °, wat dit betroubaar maak vir presiese bewegings oor lang afstande.

Daarbenewens is trapmotors bekend vir hul vinnige reaksie en versnelling as gevolg van hul lae rotor -traagheid, waardeur hulle vinnig hoë snelhede kan bereik. Dit maak hulle veral geskik vir toepassings wat kort, vinnige bewegings benodig.

Hoe werk 'n trapmotor?

N Steppermotor werk deur 'n volledige rotasie in 'n aantal gelyke stappe te verdeel. Dit gebruik elektromagnete om beweging in klein, gekontroleerde stappe te skep.

1. Binne die trapmotor

'N Stapmotor het twee hoofonderdele:

• Stator - Die stilstaande deel met spoele (elektromagnete).

• Rotor - die roterende deel, dikwels 'n magneet of van yster.

2. Beweging deur magnetiese velde

• As elektriese stroom deur die statorspoele vloei, skep dit magnetiese velde.

• Hierdie velde lok die rotor.

• Deur die spoele in 'n spesifieke volgorde aan en uit te skakel, word die rotor stap vir stap in 'n sirkelbeweging getrek.

3. stap-vir-stap rotasie

• Elke keer as 'n spoel energiek word, beweeg die rotor met 'n klein hoek ('n stap genoem).

• Byvoorbeeld, as 'n motor 200 stappe per omwenteling het, beweeg elke stap die rotor 1,8 °.

• Die motor kan vorentoe of agtertoe draai, afhangende van die volgorde van pulse wat na die spoele gestuur word.

4. beheer deur 'n bestuurder

• N Stepper -motorbestuurder stuur elektriese pulse na die motorspoele.

• Hoe meer pulse, hoe meer draai die motor.

• Mikrobeheerders (soos Arduino of Raspberry Pi) kan hierdie drywers beheer om die motor presies te beweeg.

Stepper Motorstelsel

Die illustrasie hieronder beeld 'n standaard Stepper -motorstelsel uit, wat bestaan ​​uit verskillende noodsaaklike komponente wat saamwerk. Die prestasie van elke element beïnvloed die algemene funksionaliteit van die stelsel.

1. Rekenaar of PLC:

Die kern van die stelsel is die rekenaar of programmeerbare logika -beheerder (PLC). Hierdie komponent dien as die brein en beheer nie net die trapmotor nie, maar ook die hele masjien. Dit kan verskillende take verrig, soos om 'n hysbak op te lig of 'n vervoerband te skuif. Afhangend van die nodige kompleksiteit, kan hierdie beheerder wissel van 'n gesofistikeerde rekenaar of PLC tot 'n eenvoudige operateur -drukknoppie.

2. indekser of PLC -kaart:

Volgende is die indekser of PLC -kaart, wat spesifieke instruksies aan die Steppermotor . Dit genereer die vereiste aantal pulse vir beweging en pas die polsfrekwensie aan om die versnelling, spoed en vertraging van die motor te beheer. Die indekser kan óf 'n selfstandige eenheid wees, soos die BESFOC, óf 'n Pulse Generator -kaart wat by 'n PLC aansluit. Ongeag die vorm daarvan, hierdie komponent is van kardinale belang vir die werking van die motor.

3. Motorbestuurder:

Die motorbestuurder bestaan ​​uit vier sleutelonderdele:

• Logika vir fasebeheer: Hierdie logiese eenheid ontvang pulse van die indekser en bepaal watter fase van die motor geaktiveer moet word. Die fases moet 'n spesifieke volgorde volg om behoorlike motoriese werking te verseker.

• Logiese kragtoevoer: Dit is 'n lae spanningstoevoer wat die geïntegreerde stroombane (ICS) binne die bestuurder mag maak, wat gewoonlik ongeveer 5 volt werk, gebaseer op die skyfiestel of ontwerp.

• Motorkragtoevoer: Hierdie toevoer bied die nodige spanning om die motor, gewoonlik ongeveer 24 VDC, aan te dryf, hoewel dit hoër kan wees, afhangende van die toepassing.

• Kragversterker: Hierdie komponent bestaan ​​uit transistors wat die stroom deur die motorfases kan vloei. Hierdie transistors word in die regte volgorde aan- en uitgeskakel om die motor se beweging te vergemaklik.

4. Laai:

Laastens werk al hierdie komponente saam om die vrag te beweeg, wat 'n loodskroef, 'n skyf of 'n vervoerband kan wees, afhangende van die spesifieke toepassing.

Tipes trapmotors

Daar is drie primêre soorte trapmotors:

Veranderlike onwilligheid (VR) trapmotors

Hierdie motors het tande op die rotor en stator, maar bevat nie 'n permanente magneet nie. As gevolg hiervan het hulle nie 'n wringkrag nie, wat beteken dat hulle nie hul posisie het as hulle nie energie kry nie.

Permanente magneet (PM) trapmotors

PM -trapmotors het 'n permanente magneet op die rotor, maar het nie tande nie. Terwyl hulle tipies minder akkuraatheid in staphoeke vertoon, bied hulle wel 'n wringkrag aan, sodat hulle die posisie kan handhaaf wanneer die krag afgeskakel is.

Hibriede trapmotors

Besfoc spesialiseer uitsluitlik in baster Stepper motor s. Hierdie motors smelt die magnetiese eienskappe van permanente magnete saam met die tandontwerp van veranderlike onwilligheidsmotors. Die rotor is aksiaal gemagnetiseer, wat beteken dat die boonste helfte 'n noordpool is en die onderste helfte 'n Suidpool is.

Die rotor bestaan ​​uit twee tande -koppies, elk met 50 tande. Hierdie koppies word met 3,6 ° vergoed, wat akkurate posisionering moontlik maak. As u van bo gesien word, kan u sien dat 'n tand op die Noordpoolbeker in lyn is met 'n tand aan die Suidpoolbeker, wat 'n effektiewe ratstelsel skep.

Hibriede trapmotors werk op 'n tweefase-konstruksie, met elke fase wat vier pale bevat wat 90 ° van mekaar af is. Elke paal in 'n fase word so gewond dat pale 180 ° van mekaar dieselfde polariteit het, terwyl polariteite teenoor die 90 ° van mekaar is. Deur die stroom in enige fase om te keer, kan die polariteit van die ooreenstemmende statorpaal ook omgekeer word, wat die motor in staat stel om enige statorpaal in 'n noord- of suidpool te omskep.

Die rotor van die trapmotor het 50 tande, met 'n toonhoogte van 7,2 ° tussen elke tand. Terwyl die motor funksioneer, kan die inrigting van die rotortande met die statortande wissel-spesifiek, dit kan deur die driekwart van 'n tandhoogte, 'n halwe tandhoogte of 'n kwart van 'n tandhoogte vergoed word. As die motor stap, neem dit natuurlik die kortste pad om homself weer in lyn te bring, wat neerkom op 'n beweging van 1,8 ° per stap (aangesien 1/4 van 7,2 ° gelyk is aan 1,8 °).

Wringkrag en akkuraatheid in Steppermotor word beïnvloed deur die aantal pale (tande). Oor die algemeen lei 'n hoër paaltelling tot verbeterde wringkrag en akkuraatheid. Besfoc bied 'hoë resolusie ' trapmotors, wat die helfte van die tandhoogte van hul standaardmodelle het. Hierdie rotors met 'n hoë resolusie het 100 tande, wat lei tot 'n hoek van 3,6 ° tussen elke tand. Met hierdie opstelling stem 'n beweging van 1/4 van 'n tandhoogte ooreen met 'n kleiner stap van 0,9 °.

As gevolg hiervan bied die 'hoë resolusie ' -modelle dubbel die resolusie van standaardmotors, en behaal 400 stappe per rewolusie in vergelyking met 200 stappe per rewolusie in die standaardmodelle. Kleiner traphoeke lei ook tot laer vibrasies, aangesien elke stap minder uitgespreek en geleidelik is.

Struktuur

Die diagram hieronder illustreer 'n dwarssnit van 'n 5-fase steppermotor. Hierdie motor bestaan ​​hoofsaaklik uit twee hoofonderdele: die stator en die rotor. Die rotor self bestaan ​​uit drie komponente: rotorbeker 1, rotorbeker 2 en 'n permanente magneet. Die rotor word in die aksiale rigting gemagnetiseer; Byvoorbeeld, as Rotorbeker 1 as die Noordpool aangewys word, sal Rotor Cup 2 die Suidpool wees.

Die stator het 10 magnetiese pole, elk toegerus met klein tande en ooreenstemmende windings. Hierdie windings is so ontwerp dat elkeen aan die kronkel van sy teenoorgestelde paal gekoppel is. As stroom deur 'n paar windings vloei, verbind die pale wat hulle magnetiseer in dieselfde rigting - óf noord of suid.

Elke opponerende paar pale vorm een ​​fase van die motor. Aangesien daar in totaal 10 magnetiese pole is, lei dit tot vyf verskillende fases binne hierdie 5-fase Steppermotor.

Dit is belangrik dat elke rotorbeker 50 tande langs hul buitenste omtrek het. Die tande op die rotorbeker 1 en Rotorbeker 2 word met 'n halwe tandhoogte meganies van mekaar vergoed, wat tydens die werking presiese belyning en beweging moontlik maak.

Speed-torque

Dit is van kardinale belang om te verstaan ​​hoe om 'n snelheidsvertrekkurwe te lees, aangesien dit insigte bied in wat 'n motor kan bereik. Hierdie krommes verteenwoordig die prestasie -eienskappe van 'n spesifieke motor as dit met 'n spesifieke drywer gepaar word. Sodra die motor in werking is, word die wringkraguitset beïnvloed deur die tipe aandrywing en die toegepaste spanning. As gevolg hiervan, kan dieselfde motor aansienlik verskillende snelheids-torque-krommes vertoon, afhangende van die bestuurder wat gebruik is.

BESFOC bied hierdie snelheids-torque-krommes as verwysing. As u 'n motor met 'n drywer gebruik wat soortgelyke spanning en stroombeoordelings het, kan u vergelykbare werkverrigting verwag. Vir 'n interaktiewe ervaring, verwys asseblief na die snelheids-torque-kromme hieronder:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Om binne die streek tussen intrek- en uittrekkrag te werk, moet die motor aanvanklik in die begin-/stopstreek begin. Namate die motor begin loop, word die polsslag geleidelik verhoog totdat die gewenste snelheid bereik word. Om die motor te stop, word die snelheid dan verminder totdat dit onder die intrekkragkurwe val.

Wringkrag is direk eweredig aan die stroom en die aantal draaddraaie in die motor. Om die wringkrag met 20%te verhoog, moet die stroom ook met ongeveer 20%verhoog word. Omgekeerd, om die wringkrag met 50%te verlaag, moet die stroom met 50%verminder word.

As gevolg van magnetiese versadiging, is daar egter geen voordeel om die stroom verder as twee keer die nominale stroom te verhoog nie, aangesien verdere toenames nie die wringkrag sal verhoog nie. Die nominale stroom werk ongeveer tien keer in die risiko om die rotor te demagnetiseer.

Al ons motors is toegerus met klas B -isolasie, wat die temperatuur tot 130 ° C kan weerstaan ​​voordat die isolasie begin afbreek. Om die lang lewe te verseker, beveel ons aan dat u 'n temperatuurverskil van 30 ° C van binne na buite handhaaf, wat beteken dat die buite -saak temperatuur nie 100 ° C moet oorskry nie.

Induktansie speel 'n belangrike rol in die snelheid van die wringkrag. Dit verklaar waarom motors nie eindelose hoë wringkragvlakke vertoon nie. Elke wikkeling van die motor het verskillende waardes van induktansie en weerstand. Die induktansie gemeet in Henrys, gedeel deur die weerstand in ohm, lei tot 'n tydkonstante (in sekondes). Hierdie keer dui konstant aan hoe lank dit neem vir die spoel om 63% van sy nominale stroom te bereik. Byvoorbeeld, as die motor vir 1 amp beoordeel word, sal die spoel na een keer konstant ongeveer 0,63 ampère bereik. Dit neem gewoonlik ongeveer vier tot vyf keer konstantes vir die spoel om volle stroom te bereik (1 amp). Aangesien die wringkrag eweredig is aan die stroom, sal die motor slegs 63% bereik, sal die motor ongeveer 63% van sy maksimum wringkrag produseer na een keer konstant.

Met lae snelhede is hierdie vertraging in die huidige opbou nie 'n probleem nie, aangesien die stroom effektief die spoele vinnig kan binnedring en verlaat, waardeur die motor sy nominale wringkrag kan lewer. By hoë snelhede kan die stroom egter nie vinnig genoeg toeneem voordat die volgende fase oorskakel nie, wat lei tot 'n verminderde wringkrag.

Bestuurderspanningsimpak

Bestuurderspanning beïnvloed die hoë snelheidsverrigting van 'n Steppermotor . 'N Hoër verhouding van dryfspanning tot motorspanning lei tot verbeterde hoëspoedvermoëns. Dit is omdat verhoogde spannings vinniger in die windings kan vloei as die 63% -drempel wat voorheen bespreek is.

Vibrasie

As 'n trapmotor van die een stap na die volgende oorgaan, stop die rotor nie onmiddellik by die teikenposisie nie. In plaas daarvan beweeg dit verby die finale posisie, word dit dan teruggetrek, in die teenoorgestelde rigting oorskry, en steeds heen en weer ossilleer totdat dit uiteindelik tot stilstand kom. Hierdie verskynsel, wat na verwys word as 'lui, ' kom voor met elke stap wat die motor neem (sien die interaktiewe diagram hieronder). Net soos 'n bungee -koord, dra die momentum van die rotor dit buite sy stoppunt, wat veroorsaak dat dit 'n bons 'voordat hy by rus gaan. In baie gevalle word die motor egter opdrag gegee om na die volgende stap te gaan voordat dit ten volle gestaak het.

Die grafieke hieronder illustreer die luidrugtige gedrag van 'n trapmotor onder verskillende ladingstoestande. As die motor afgelaai is, vertoon dit beduidende lui, wat neerkom op verhoogde vibrasie. Hierdie oormatige vibrasie kan daartoe lei dat die motorstapel óf gelaai óf liggies gelaai word, aangesien dit sinchronisasie kan verloor. Daarom is dit noodsaaklik om altyd 'n STAPPER MOTOR met 'n toepaslike vrag.

Die ander twee grafieke beeld die werkverrigting van die motor uit wanneer dit gelaai word. Die laai van die motor help om die werking daarvan te stabiliseer en die vibrasie te verminder. Ideaal gesproke moet die las tussen 30% en 70% van die maksimum wringkraguitset van die motor benodig. Boonop moet die traagheidsverhouding van die las tot die rotor tussen 1: 1 en 10: 1 val. Vir korter en vinniger bewegings is dit verkieslik dat hierdie verhouding nader aan 1: 1 tot 3: 1 is.

Hulp van Besfoc

BESFOC se toepassingspesialiste en ingenieurs is beskikbaar om te help met die regte motorgrootte.

Resonansie en vibrasie

N Steppermotor sal die vibrasies aansienlik verhoog wanneer die insetpulsfrekwensie saamval met die natuurlike frekwensie daarvan, 'n verskynsel wat bekend staan ​​as resonansie. Dit kom dikwels ongeveer 200 Hz voor. By resonansie word die oorskakeling en onderskepping van die rotor baie versterk, wat die waarskynlikheid van ontbrekende stappe verhoog. Alhoewel die spesifieke resonante frekwensie kan wissel met traagheidsineer, hang dit gewoonlik ongeveer 200 Hz.

Stapverlies in 2-fase motors

2-fase trapmotors kan slegs stappe in groepe van vier mis. As u sien dat stapverlies in veelvoude van vier plaasvind, dui dit daarop dat vibrasies veroorsaak dat die motor sinchronisasie verloor of dat die las buitensporig kan wees. Omgekeerd, as gemiste stappe nie in veelvoude van vier is nie, is daar 'n sterk aanduiding dat óf die polstelling verkeerd is, of dat elektriese geraas die prestasie beïnvloed.

Versagtende resonansie

Verskeie strategieë kan help om resonansie -effekte te verminder. Die eenvoudigste benadering is om te voorkom dat u heeltemal teen die resonante snelheid werk. Aangesien 200 Hz ooreenstem met ongeveer 60 r / min vir 'n 2-fase-motor, is dit nie 'n buitengewone hoë snelheid nie. Meeste Steppermotor het 'n maksimum beginspoed van ongeveer 1000 pulse per sekonde (PPS). Daarom kan u in baie gevalle die motorbedryf inisieer teen 'n snelheid hoër as die resonante frekwensie.

As u die motor moet begin met 'n snelheid onder die resonante frekwensie, is dit belangrik om vinnig deur die resonante reeks te versnel om die gevolge van vibrasie te verminder.

Verminderende staphoek

'N Ander effektiewe oplossing is om 'n kleiner traphoek te gebruik. Groter staphoeke is geneig om groter oorskakeling en onderskepping tot gevolg te hê. As die motor 'n kort afstand het om te reis, sal dit nie genoeg krag (wringkrag) opwek om aansienlik te oorskry nie. Deur die staphoek te verminder, ervaar die motor minder vibrasie. Dit is een van die redes waarom halfstap- en mikrosteptegnieke so effektief is om vibrasies te verminder.

Maak seker dat u die motor kies op grond van die vragvereistes. Behoorlike motorgrootte kan lei tot beter algehele werkverrigting.

Gebruik dempers

Dempers is 'n ander opsie om in ag te neem. Hierdie toestelle kan op die agteras van die motor aangebring word om sommige van die vibrasie-energie op te neem, wat help om die werking van 'n vibrerende motor op 'n koste-effektiewe manier te laat vaar.

5-fase trapmotors

'N relatiewe nuwe vooruitgang in Steppermotor-  tegnologie is die 5-fase steppermotor. Die aantal statorpole: 2-fase-motors het 8 pole (4 per fase), terwyl 5-fase-motors 10 pale (2 per fase) het, het die mees opvallende verskil tussen 2-fase- en 5-fase-motors (sien die interaktiewe diagram hieronder). Die rotorontwerp is soortgelyk aan dié van 'n 2-fase motor.

In 'n 2-fase-motor beweeg elke fase die rotor met 1/4 tandhoogte, terwyl die rotor in 'n 5-fase motor 1/10 van 'n tandhoogte beweeg as gevolg van die ontwerp daarvan. Met 'n tandhoogte van 7,2 ° word die traphoek vir die 5-fase motor 0,72 °. Met hierdie konstruksie kan die 5-fase-motor 500 stappe per omwenteling bereik, vergeleke met die 2-fase motor se 200 stappe per rewolusie, wat 'n resolusie bied wat 2,5 keer groter is as die van die 2-fase-motor.

'N Hoër resolusie lei tot 'n kleiner traphoek, wat die vibrasie aansienlik verminder. Aangesien die staphoek van die 5-fase-motor 2,5 keer kleiner is as dié van die 2-fase-motor, ervaar dit baie laer lui en vibrasies. In albei motorsoorte moet die rotor meer as 3,6 ° oorskry of onderkyk om trappe te mis. Met die 5-fase-motor se traphoek van slegs 0,72 °, word dit byna onmoontlik vir die motor om met so 'n marge te oorskiet of te onderhoot, wat lei tot 'n baie lae waarskynlikheid om sinchronisasie te verloor.

Dryfmetodes

Daar is vier primêre dryfmetodes vir STAPPER MOTOR S:

1. Wave Drive (volledige stap)

2. 2 fases op (volledige stap)

3. 1-2 fases op (halfstap)

4. Mikrostep

Golfaandrywing

In die onderstaande diagram word die Wave Drive -metode vereenvoudig om die beginsels daarvan te illustreer. Elke draai van 90 ° wat in die illustrasie uitgebeeld word, verteenwoordig 1,8 ° rotorrotasie in 'n regte motor.

In die Wave Drive-metode, ook bekend as die 1-fase op die metode, word slegs een fase op 'n slag aangespoor. As die A -fase geaktiveer word, skep dit 'n Suidpool wat die noordpool van die rotor lok. Dan word die A -fase afgeskakel en die B -fase word aangeskakel, wat veroorsaak dat die rotor 90 ° (1,8 °) draai, en hierdie proses gaan voort met elke fase wat individueel aangeskakel word.

Die golfaandrywing werk met 'n vierstap-elektriese volgorde om die motor te draai.

 

2 fases op

In die '2 -fases op ' dryfmetode word beide fases van die motor voortdurend aangeskakel.

Soos hieronder geïllustreer, stem elke draai van 90 ° ooreen met 'n 1,8 ° rotorrotasie. As beide A- en B -fases as Suid -pale aangeskakel word, word die noordpool van die rotor gelyk na albei pole aangetrek, wat veroorsaak dat dit direk in die middel belyn. Namate die volgorde vorder en die fases geaktiveer word, sal die rotor draai om die belyning tussen die twee energieke pole te handhaaf.

Die '2-fases op ' -metode werk met behulp van 'n vierstap-elektriese volgorde om die motor te draai.

BESFOC se standaard 2-fase en 2-fase M-motors gebruik hierdie '2-fases op ' dryfmetode.

Die grootste voordeel van die '2 -fases op ' metode oor die '1 -fase op ' -metode is wringkrag. In die '1 -fase op ' -metode word slegs een fase op 'n slag geaktiveer, wat lei tot 'n enkele eenheid van die wringkrag wat op die rotor werk. In teenstelling hiermee maak die '2 -fases op ' -metode beide fases gelyktydig aan, wat twee eenhede wringkrag lewer. Die een wringkragvektor werk op die 12 -uur -posisie en die ander op die 3 -uur -posisie. As hierdie twee wringkragvektore gekombineer word, skep hulle 'n resulterende vektor in 'n hoek van 45 ° met 'n grootte wat 41,4% groter is as dié van 'n enkele vektor. Dit beteken dat die gebruik van die '2 -fases op ' -metode ons in staat stel om dieselfde staphoek te bereik as die '1 -fase op ' -metode, terwyl ons 41% meer wringkrag lewer.

Vyffase-motors werk egter ietwat anders. In plaas daarvan om die '2 -fases op ' -metode te gebruik, gebruik hulle die '4 -fases op ' -metode. In hierdie benadering word vier van die fases gelyktydig geaktiveer elke keer as die motor 'n stap neem.

As gevolg hiervan volg die vyffase-motor tydens die werking 'n 10-stap elektriese volgorde.

1-2 fases op (halfstap)

Die '1-2-fases op ' -metode, ook bekend as halfstap, kombineer die beginsels van die vorige twee metodes. In hierdie benadering maak ons ​​eers die A -fase aan, wat veroorsaak dat die rotor in lyn is. Terwyl ons die A -fase energiek hou, aktiveer ons dan die B -fase. Op hierdie punt word die rotor ewe aangetrokke tot beide pale en in lyn in die middel, wat lei tot 'n rotasie van 45 ° (of 0,9 °). Vervolgens skakel ons die A -fase uit terwyl ons voortgaan om die B -fase aan te wakker, waardeur die motor nog 'n stap kan neem. Hierdie proses duur voort, en wissel tussen energieke een fase en twee fases. Sodoende sny ons die traphoek in die helfte effektief, wat help om vibrasies te verminder.

Vir 'n 5-fase-motor gebruik ons ​​'n soortgelyke strategie deur tussen 4 fases en 5 fases af te wissel.

Die halfstapmodus bestaan ​​uit 'n agt-stap elektriese volgorde. In die geval van 'n vyffase-motor met behulp van die '4-5-fases op ' -metode, gaan die motor deur 'n 20-stap elektriese volgorde.

Mikrostep

(Meer inligting kan bygevoeg word oor mikrostepping indien nodig.)

Mikrostepping

Microstepping is 'n tegniek wat gebruik word om kleiner stappe selfs fyner te maak. Hoe kleiner die stappe, hoe hoër is die resolusie en hoe beter is die vibrasie -eienskappe van die motor. In mikrostepping is 'n fase nie volledig aan of volledig af nie; In plaas daarvan is dit gedeeltelik energiek. Synegolwe word op beide fase A en fase B toegepas, met 'n faseverskil van 90 ° (of 0,9 ° in 'n vyffase steppermotor ).

As die maksimum drywing op fase A toegepas word, is fase B op nul, wat veroorsaak dat die rotor in lyn is met fase A. Aangesien die stroom tot fase A afneem, neem die stroom tot fase B toe, waardeur die rotor klein stappe in die rigting van fase B kan neem. Hierdie proses duur voort namate die huidige siklusse tussen die twee fases lei, wat lei tot 'n gladde mikrostepping -beweging.

Microsteppping bied egter 'n paar uitdagings, hoofsaaklik met betrekking tot akkuraatheid en wringkrag. Aangesien die fases slegs gedeeltelik energiek is, ervaar die motor tipies 'n wringkragvermindering van ongeveer 30%. Aangesien die wringkragverskil tussen stappe minimaal is, kan die motor sukkel om 'n las te oorkom, wat kan lei tot situasies waar die motor beveel word om 'n paar stappe te beweeg voordat dit eintlik begin beweeg. In baie gevalle is die inkorporering van enkodeerders nodig om 'n geslote lusstelsel te skep, hoewel dit bydra tot die totale koste.

Stepper Motorstelsels

Open Loop Systems
Closed Loop Systems
Servo Systems

Oop lus

Steppermotories is tipies ontwerp as oop lusstelsels. In hierdie konfigurasie stuur 'n polsgenerator pulse na die fase -volgorde -stroombaan. Die fase -volgorde bepaal watter fases aan of uit moet word, soos voorheen in die volledige stap- en halwe stapmetodes beskryf. Die volgorde beheer die hoë-krag-FET's om die motor te aktiveer.

In 'n oop lusstelsel is daar egter geen verifikasie van die posisie nie, wat beteken dat daar geen manier is om te bevestig of die motor die bevelvoering uitgevoer het nie.

Geslote lus

Een van die algemeenste metodes vir die implementering van 'n geslote lusstelsel is deur 'n enkodeerder by die agteras van 'n dubbel-as-motor te voeg. Die enkodeerder bestaan ​​uit 'n dun skyf gemerk met lyne wat tussen 'n sender en 'n ontvanger draai. Elke keer as 'n lyn tussen hierdie twee komponente beweeg, genereer dit 'n pols op die seinlyne.

Hierdie uitsetpulse word dan na die beheerder teruggevoer, wat 'n telling daarvan hou. Aan die einde van 'n beweging vergelyk die beheerder gewoonlik die aantal pulse wat dit aan die bestuurder gestuur het met die aantal pulse wat van die enkodeerder ontvang is. 'N Spesifieke roetine word uitgevoer waardeur die stelsel, indien die twee tellings verskil, aanpas om die verskil te korrigeer. As die tellings ooreenstem, dui dit aan dat geen fout opgelewer het nie, en beweging kan glad voortgaan.

Nadele van geslote lusstelsels

Die geslote lusstelsel het twee belangrikste nadele: koste (en kompleksiteit) en responstyd. Die insluiting van 'n enkodeerder dra by tot die algehele koste van die stelsel, tesame met die verhoogde sofistikasie van die beheerder, wat bydra tot die totale koste. Aangesien korreksies slegs aan die einde van 'n beweging aangebring word, kan dit vertragings in die stelsel inbring, wat die reaksietye moontlik vertraag.

Servo -stelsel

'N Alternatief vir geslote lus-stepperstelsels is 'n servo-stelsel. Servo-stelsels gebruik gewoonlik motors met 'n lae paaltelling, wat hoë snelheidsprestasie moontlik maak, maar het geen inherente posisioneringsvermoë nie. Om 'n servo in 'n posisionele toestel te omskep, is terugvoermeganismes nodig, wat dikwels 'n enkodeerder of resolver saam met kontrole -lusse gebruik.

In 'n servo -stelsel word die motor geaktiveer en gedeaktiveer totdat die resolusie aandui dat 'n spesifieke posisie bereik is. As die servo byvoorbeeld opdrag gegee word om 100 omwentelings te skuif, begin dit met die resolusie -telling op nul. Die motor loop totdat die resolasie -telling 100 omwentelinge bereik, op watter punt dit afskakel. As daar 'n posisionele verskuiwing is, word die motor heraktiveer om die posisie reg te stel.

Die reaksie van die servo op posisionele foute word beïnvloed deur 'n winsopstelling. Met 'n hoë instelling met 'n hoë wins kan die motor vinnig reageer op veranderinge in die fout, terwyl 'n lae -instelling 'n stadiger reaksie tot gevolg het. Die aanpassing van winsinstellings kan egter tydvertragings in die bewegingsbeheerstelsel inbring, wat die algehele prestasie beïnvloed.

Alphastep geslote lus stepper motorstelsels

Alphastep is innoverend van Besfoc Stepper-motoroplossing  , met 'n geïntegreerde resolver wat intydse terugvoering van posisie bied. Hierdie ontwerp verseker dat die presiese posisie van die rotor te alle tye bekend is, wat die akkuraatheid en betroubaarheid van die stelsel verbeter.

Alphastep geslote lus stepper motorstelsels

Die Alphastep -drywer het 'n invoertoonbank wat alle pulse wat na die skyf gestuur word, volg. Terselfdertyd word terugvoer van die resolver na 'n rotorposisie -toonbank gerig, wat die posisie van die rotor deurlopend kan monitor. Enige teenstrydighede word in 'n afwykingsteller aangeteken.

Tipies werk die motor in 'n oop lusmodus en genereer wringkragvektore vir die motor om te volg. As die afwykingsteller egter 'n verskil van groter as ± 1,8 ° aandui, aktiveer die fase -volgorde die wringkragvektor by die boonste gedeelte van die wringkragverplasingskurwe. Dit genereer die maksimum wringkrag om die rotor aan te gaan en dit weer in sinchronisme te bring. As die motor met verskeie stappe af is, maak die volgorde die veelvuldige wringkragvektore aan die hoë punt van die wringkragverplasingskurwe aan. Die bestuurder kan tot 5 sekondes oorladingstoestande hanteer; As dit nie binne hierdie tydsraamwerk sinchronisasie herstel nie, word 'n fout veroorsaak en 'n alarm word uitgereik.

'N Opvallende kenmerk van die alfastepstelsel is die vermoë om intydse regstellings vir enige gemiste stappe te doen. In teenstelling met tradisionele stelsels wat wag tot aan die einde van 'n skuif om foute reg te stel, neem die Alphastep -drywer regstellende aksie sodra die rotor buite die 1,8 ° -reeks val. Sodra die rotor weer binne hierdie limiet is, keer die bestuurder terug om die lusmodus oop te maak en hervat die toepaslike fase -energieë.

Die meegaande grafiek illustreer die wringkragverplasingskurwe, en beklemtoon die operasionele modusse van die stelsel - oop lus en geslote lus. Die wringkragverplasingskurwe verteenwoordig die wringkrag wat deur 'n enkele fase gegenereer word, wat die maksimum wringkrag behaal wanneer die rotorposisie met 1,8 ° afwyk. 'N Stap kan slegs gemis word as die rotor met meer as 3,6 ° oorskry. Aangesien die bestuurder beheer oor die wringkragvektor neem wanneer die afwyking 1,8 ° oorskry, is dit onwaarskynlik dat die motor stappe mis, tensy dit 'n oorlading ervaar wat langer as 5 sekondes duur.

Stap akkuraatheid van alfastep

Baie mense glo verkeerdelik dat die stap akkuraatheid van die alfastepmotor ± 1,8 ° is. In werklikheid het die alfastep 'n stap akkuraatheid van 5 boog minute (0,083 °). Die bestuurder bestuur die wringkragvektore as die rotor buite die 1,8 ° -reeks is. Sodra die rotor binne hierdie reeks val, is die rotortande in lyn met die wringkragvektor wat gegenereer word. Die alfastep verseker dat die regte tand in lyn is met die aktiewe wringkragvektor.

Die Alphastep -reeks kom in verskillende weergawes. BESFOC bied beide ronde as- en ratmodelle met veelvuldige ratverhoudings aan om die resolusie en die wringkrag te verbeter, of om die reflektiewe traagheid te minimaliseer. Die meeste weergawes kan toegerus word met 'n mislukte magnetiese rem. Daarbenewens bied BESFOC 'n 24 VDC -weergawe genaamd die ASC -reeks.

Konklusie

Ten slotte is steppermotors baie geskik vir die posisionering van toepassings. Dit maak voorsiening vir presiese beheer van afstand en snelheid deur die polstelling en frekwensie te verander. Hul hoë paaltelling maak dit moontlik om akkuraatheid te maak, selfs as dit in die oop lusmodus werk. As dit behoorlik groot is vir 'n spesifieke toepassing, a Steppermotor sal nie stappe mis nie. Aangesien hulle nie posisionele terugvoer benodig nie, is steppermotors 'n koste-effektiewe oplossing.