Baxış sayı: 0 Müəllif: Sayt redaktoru Nəşr vaxtı: 2025-04-18 Mənşə: Sayt
A pilləli mühərrik adi bir mühərrik kimi davamlı olaraq fırlanan deyil, dəqiq, sabit addımlarla hərəkət edən bir elektrik mühərriki növüdür. O, adətən 3D printerlər, CNC maşınları, robototexnika və kamera platformaları kimi dəqiq mövqe nəzarətinin tələb olunduğu tətbiqlərdə istifadə olunur.
Step motorlar, elektrik enerjisini diqqətəlayiq bir dəqiqliklə fırlanma hərəkətinə çevirən bir elektrik mühərriki növüdür. Davamlı fırlanma təmin edən adi elektrik mühərriklərindən fərqli olaraq, pilləli mühərriklər diskret addımlarla fırlanır və bu, onları dəqiq yerləşdirmə tələb edən tətbiqlər üçün ideal edir.
Sürücüdən bir pilləli mühərrikə göndərilən hər bir elektrik impulsu dəqiq bir hərəkətlə nəticələnir - hər bir nəbz müəyyən bir addıma uyğundur. Mühərrikin fırlanma sürəti birbaşa bu impulsların tezliyi ilə əlaqələndirilir: impulslar nə qədər tez göndərilirsə, fırlanma da bir o qədər tez olur.
Əsas üstünlüklərindən biri step motor s onların asan idarə olunur. Əksər sürücülər ümumi inteqral sxemlərə uyğun gələn 5 voltluq impulslarla işləyirlər. Siz ya bu impulsları yaratmaq üçün bir dövrə dizayn edə bilərsiniz, ya da BesFoc kimi şirkətlərin nəbz generatorundan istifadə edə bilərsiniz.
Onların təsadüfi qeyri-dəqiqliklərinə baxmayaraq - standart pilləli mühərriklər təxminən ± 3 qövs dəqiqəsi (0,05 °) dəqiqliyə malikdir - bu səhvlər bir neçə addımda yığılmır. Məsələn, standart bir pilləli mühərrik bir addım atarsa, o, 1,8° ± 0,05° dönəcək. Bir milyon addımdan sonra belə ümumi sapma hələ də cəmi ± 0,05°-dir ki, bu da onları uzun məsafələrdə dəqiq hərəkətlər üçün etibarlı edir.
Bundan əlavə, pilləli mühərriklər aşağı rotor ətalətinə görə sürətli reaksiyası və sürətlənməsi ilə tanınır, bu da onlara tez yüksək sürət əldə etməyə imkan verir. Bu, onları qısa, sürətli hərəkətlər tələb edən tətbiqlər üçün xüsusilə uyğun edir.
A step motor tam fırlanmanı bir sıra bərabər addımlara bölməklə işləyir. Kiçik, idarə olunan artımlarla hərəkət yaratmaq üçün elektromaqnitlərdən istifadə edir.
Bir pilləli mühərrik iki əsas hissədən ibarətdir:
Stator - sarğılar (elektromaqnitlər) olan stasionar hissə.
Rotor - fırlanan hissə, çox vaxt maqnit və ya dəmirdən hazırlanmışdır.
Elektrik cərəyanı stator rulonlarından keçdikdə, maqnit sahələri yaradır.
Bu sahələr rotoru cəlb edir.
Bobinləri müəyyən bir ardıcıllıqla açıb-söndürməklə, rotor dairəvi hərəkətlə addım-addım çəkilir.
Hər dəfə bir rulona enerji verildikdə, rotor kiçik bir açı ilə hərəkət edir (addım adlanır).
Məsələn, mühərrikdə hər bir dövrədə 200 addım varsa, hər addım rotoru 1,8° hərəkət etdirir.
Bobinlərə göndərilən impulsların sırasından asılı olaraq mühərrik irəli və ya geri dönə bilər.
A pilləli motor sürücüsü elektrik impulslarını motor rulonlarına göndərir.
Nə qədər çox impuls olarsa, motor bir o qədər çox dönər.
Mikrokontrollerlər (Arduino və ya Raspberry Pi kimi) motoru dəqiq şəkildə hərəkət etdirmək üçün bu sürücüləri idarə edə bilər.
Aşağıdakı təsvir birlikdə işləyən bir neçə vacib komponentdən ibarət standart pilləli mühərrik sistemini təsvir edir. Hər bir elementin performansı sistemin ümumi funksionallığına təsir göstərir.
Sistemin mərkəzində kompüter və ya proqramlaşdırıla bilən məntiq nəzarətçisi (PLC) durur. Bu komponent təkcə pilləli mühərriki deyil, həm də bütün maşını idarə edən beyin rolunu oynayır. O, liftin qaldırılması və ya konveyerin hərəkəti kimi müxtəlif vəzifələri yerinə yetirə bilər. Tələb olunan mürəkkəblikdən asılı olaraq, bu nəzarətçi mürəkkəb PC və ya PLC-dən tutmuş sadə operator düyməsinə qədər dəyişə bilər.
Sonrakı, xüsusi təlimatları göndərən indeksləşdirici və ya PLC kartıdır step motor . Hərəkət üçün lazımi sayda impuls yaradır və mühərrikin sürətlənməsini, sürətini və yavaşlamasını idarə etmək üçün nəbz tezliyini tənzimləyir. İndeksator ya BesFoc kimi müstəqil bir vahid, ya da PLC-yə qoşulan nəbz generatoru kartı ola bilər. Formasından asılı olmayaraq, bu komponent motorun işləməsi üçün çox vacibdir.
Motor sürücüsü dörd əsas hissədən ibarətdir:
Faza İdarəetmə Məntiqi: Bu məntiq vahidi indeksləşdiricidən impulslar alır və mühərrikin hansı fazasının işə salınmalı olduğunu müəyyən edir. Mühərrikin düzgün işləməsini təmin etmək üçün fazaların enerjiləşdirilməsi müəyyən bir ardıcıllıqla aparılmalıdır.
Məntiqi Enerji Təchizatı: Bu, çip dəsti və ya dizaynına əsasən, adətən 5 volt ətrafında işləyən, sürücü daxilində inteqral sxemləri (IC) gücləndirən aşağı gərginlikli təchizatıdır.
Mühərrikin Enerji Təchizatı: Bu təchizatı motoru gücləndirmək üçün lazımi gərginliyi təmin edir, adətən 24 VDC ətrafında, baxmayaraq ki, tətbiqdən asılı olaraq daha yüksək ola bilər.
Güc gücləndiricisi: Bu komponent cərəyanın motor fazalarından keçməsini təmin edən tranzistorlardan ibarətdir. Bu tranzistorlar mühərrikin hərəkətini asanlaşdırmaq üçün düzgün ardıcıllıqla açılır və söndürülür.
Nəhayət, bütün bu komponentlər xüsusi tətbiqdən asılı olaraq aparıcı vint, disk və ya konveyer kəməri ola biləcək yükü daşımaq üçün birlikdə işləyir.
Step motorların üç əsas növü var:
Bu mühərriklər rotorda və statorda dişlərə malikdir, lakin daimi maqnit daxil deyil. Nəticə etibarı ilə, onların tutma momenti yoxdur, yəni enerji verilmədikdə mövqelərini saxlamırlar.
PM pilləli mühərriklərin rotorunda daimi maqnit var, lakin dişləri yoxdur. Onlar adətən addım bucaqlarında daha az dəqiqlik nümayiş etdirsələr də, güc söndürüldükdə mövqeyini saxlamağa imkan verən sıxılma momenti təmin edirlər.
BesFoc yalnız Hybrid üzrə ixtisaslaşmışdır pilləli motor s. Bu mühərriklər daimi maqnitlərin maqnit xüsusiyyətlərini dəyişən istəksiz mühərriklərin dişli dizaynı ilə birləşdirir. Rotor eksenel olaraq maqnitləşdirilmişdir, yəni tipik konfiqurasiyada yuxarı yarısı şimal qütbü, alt yarısı isə cənub qütbüdür.
Rotor hər birində 50 diş olan iki dişli stəkandan ibarətdir. Bu stəkanlar 3,6° ofset edilir və dəqiq yerləşdirməyə imkan verir. Yuxarıdan baxdıqda, şimal qütbündəki dişin cənub qütbündəki dişlə eyniləşdiyini və effektiv dişli sistemi yaratdığını görə bilərsiniz.
Hibrid pilləli mühərriklər iki fazalı konstruksiyada işləyir, hər bir faza bir-birindən 90° aralıda yerləşən dörd dirəkdən ibarətdir. Fazadakı hər bir qütb elə sarılır ki, bir-birindən 180° aralı olan qütblər eyni qütblərə malikdir, qütblər isə bir-birindən 90° aralı olanlar üçün əksinədir. İstənilən fazada cərəyanı tərsinə çevirməklə, müvafiq stator qütbünün polaritesini də dəyişdirmək olar, bu da mühərrikə istənilən stator qütbünü şimal və ya cənub qütbünə çevirməyə imkan verir.
Step motorun rotorunda hər diş arasında 7,2° addım olan 50 diş var. Mühərrik işləyərkən, rotor dişlərinin stator dişləri ilə düzülüşü dəyişə bilər - xüsusilə, diş addımının dörddə üçü, diş meydançasının yarısı və ya diş meydançasının dörddə biri ilə kompensasiya edilə bilər. Mühərrik addımlar atdıqda, o, təbii olaraq özünü tənzimləmək üçün ən qısa yolu tutur, bu da hər addımda 1,8° hərəkətə çevrilir (çünki 7,2°-nin 1/4 hissəsi 1,8°-ə bərabərdir).
Tork və dəqiqlik pilləli mühərriklər dirəklərin (dişlərin) sayından təsirlənir. Ümumiyyətlə, daha yüksək qütb sayı təkmilləşdirilmiş tork və dəqiqliyə gətirib çıxarır. BesFoc standart modellərinin diş aralığının yarısı qədər olan 'High Resolution' pilləli mühərrikləri təklif edir. Bu yüksək ayırdetmə rotorlarında 100 diş var və nəticədə hər diş arasında 3,6° bucaq yaranır. Bu quraşdırma ilə, diş meydançasının 1/4 hərəkəti 0,9 ° kiçik bir addıma uyğun gəlir.
Nəticədə, 'High Resolution' modelləri standart mühərriklərin ikiqat ayırdetmə qabiliyyətini təmin edir və standart modellərdə hər bir inqilab üçün 200 addımla müqayisədə hər dövrədə 400 addım əldə edir. Kiçik addım bucaqları da daha az vibrasiyaya səbəb olur, çünki hər addım daha az tələffüz edilir və daha tədricən olur.
Aşağıdakı diaqram 5 fazalı pilləli mühərrikin kəsiyini göstərir. Bu mühərrik ilk növbədə iki əsas hissədən ibarətdir: stator və rotor. Rotorun özü üç komponentdən ibarətdir: rotor kuboku 1, rotor kuboku 2 və daimi maqnit. Rotor eksenel istiqamətdə maqnitləşdirilir; məsələn, rotor kuboku 1 şimal qütbü kimi təyin olunubsa, rotor kuboku 2 cənub qütbü olacaq.
Stator 10 maqnit qütbünə malikdir, hər biri kiçik dişlər və müvafiq sarımlarla təchiz edilmişdir. Bu sarımlar elə qurulmuşdur ki, hər biri əks qütbün sarımına bağlansın. Cərəyan bir cüt sarım vasitəsilə axdıqda, onların birləşdirən qütbləri eyni istiqamətdə - şimal və ya cənubda maqnitləşir.
Hər bir əks qütb cütü motorun bir fazasını təşkil edir. Ümumilikdə 10 maqnit qütbünün olduğunu nəzərə alsaq, bu, bu 5 fazada beş fərqli faza ilə nəticələnir. pilləli motor.
Əsas odur ki, hər bir rotor kubokunun xarici perimetri boyunca 50 diş var. Rotor stəkanı 1 və rotor stəkanı 2 üzərindəki dişlər mexaniki olaraq bir-birindən yarım diş meydançası ilə əvəzlənir və əməliyyat zamanı dəqiq düzülməyə və hərəkət etməyə imkan verir.
Sürət-fırlanma anı əyrisinin necə oxunacağını başa düşmək çox vacibdir, çünki o, mühərrikin nəyə nail ola biləcəyi barədə məlumat verir. Bu əyrilər müəyyən bir sürücü ilə birləşdirildikdə xüsusi mühərrikin performans xüsusiyyətlərini təmsil edir. Mühərrik işə düşdükdən sonra onun fırlanma anı sürücünün növündən və tətbiq olunan gərginlikdən təsirlənir. Nəticədə, eyni mühərrik istifadə olunan sürücüdən asılı olaraq əhəmiyyətli dərəcədə fərqli sürət-fırlanma anı əyriləri nümayiş etdirə bilər.
BesFoc bu sürət-fırlanma anı əyrilərini istinad kimi təqdim edir. Bənzər gərginlik və cərəyan reytinqlərinə malik bir sürücü ilə bir motordan istifadə etsəniz, müqayisə edilə bilən performans gözləyə bilərsiniz. İnteraktiv təcrübə üçün lütfən, aşağıda verilmiş sürət-fırlanma anı əyrisinə müraciət edin:
Saxlama anı
Bu, mühərrikin hərəkətsiz vəziyyətdə olduğu zaman onun sarımlarından keçən nominal cərəyanla istehsal etdiyi fırlanma momentinin miqdarıdır.
Start/Stop Region
Bu bölmə motorun ani olaraq başlaya, dayandıra və ya geriyə dönə biləcəyi fırlanma momenti və sürət dəyərlərini göstərir.
Pull-In Torque
Bunlar, giriş impulsları ilə sinxron qalaraq mühərrikin işə salınmasına, dayanmasına və ya geriyə qayıtmasına imkan verən fırlanma momenti və sürət dəyərləridir.
Çıxış momenti
Bu, giriş fazaları ilə sinxronizasiyanı saxlayaraq mühərrikin dayanmadan işləyə biləcəyi fırlanma momenti və sürət dəyərlərinə aiddir. Bu, mühərrikin işləmə zamanı verə biləcəyi maksimum fırlanma anı təmsil edir.
Maksimum Başlama Sürəti
Bu, heç bir yük tətbiq edilmədikdə mühərrikin işə başlaya biləcəyi ən yüksək sürətdir.
Maksimum işləmə sürəti
Bu, yük olmadan işləyərkən mühərrikin əldə edə biləcəyi ən sürətli sürəti göstərir.
Daxil etmə və çıxarma anı arasındakı bölgədə işləmək üçün mühərrik əvvəlcə start/dayanma bölgəsində başlamalıdır. Mühərrik işə başladıqda, istənilən sürətə çatana qədər nəbz dərəcəsi tədricən artır. Mühərriki dayandırmaq üçün sürət daha sonra çəkilmə anı əyrisinin altına düşənə qədər azaldılır.
Tork cərəyana və mühərrikdəki naqillərin sayına birbaşa mütənasibdir. Torku 20% artırmaq üçün cərəyan da təxminən 20% artırılmalıdır. Əksinə, fırlanma anı 50% azaltmaq üçün cərəyanı 50% azaltmaq lazımdır.
Bununla belə, maqnit doymasına görə, cərəyanı nominal cərəyandan iki dəfə artıq artırmaqda heç bir fayda yoxdur, çünki bu nöqtədən kənarda əlavə artımlar fırlanma anı artırmayacaq. Nominal cərəyanın təxminən on qatında işləmək rotorun maqnitsizləşdirilməsi riskini yaradır.
Bütün mühərriklərimiz B sinfi izolyasiyası ilə təchiz olunub və izolyasiya pisləşməyə başlamazdan əvvəl 130°C-ə qədər olan temperaturlara davam edə bilir. Uzunömürlülüyü təmin etmək üçün içəridən xaricə 30°C temperatur fərqini saxlamağı tövsiyə edirik, yəni xarici korpusun temperaturu 100°C-dən çox olmamalıdır.
Endüktans yüksək sürətli fırlanma anı performansında əhəmiyyətli rol oynayır. Bu, mühərriklərin niyə sonsuz yüksək fırlanma momenti nümayiş etdirmədiyini izah edir. Mühərrikin hər bir sarğı endüktans və müqavimətin fərqli dəyərlərinə malikdir. Henrys ilə ölçülən endüktans, ohmdakı müqavimətə bölünür, zaman sabiti ilə nəticələnir (saniyələrlə). Bu vaxt sabiti, bobinin nominal cərəyanının 63%-nə çatması üçün nə qədər vaxt lazım olduğunu göstərir. Məsələn, mühərrik 1 amper üçün qiymətləndirilibsə, bir dəfə sabit olduqdan sonra bobin təxminən 0,63 amperə çatacaq. Bobinin tam cərəyana (1 amper) çatması üçün adətən təxminən dörd-beş vaxt sabiti tələb olunur. Tork cərəyana mütənasib olduğundan, cərəyan yalnız 63%-ə çatarsa, bir dəfə sabitdən sonra mühərrik maksimum fırlanma momentinin təxminən 63%-ni istehsal edəcək.
Aşağı sürətlərdə cərəyanın yığılmasında bu gecikmə problem yaratmır, çünki cərəyan təsirli şəkildə rulonlara tez daxil olub çıxa bilir, bu da motora nominal fırlanma momentini çatdırmağa imkan verir. Bununla belə, yüksək sürətlə cərəyan növbəti faza keçidindən əvvəl kifayət qədər tez arta bilməz, nəticədə fırlanma momenti azalır.
Sürücünün gərginliyi a-nın yüksək sürətli performansına əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir step motor . Sürücü gərginliyinin mühərrik gərginliyinə daha yüksək nisbəti təkmilləşdirilmiş yüksək sürətli imkanlara səbəb olur. Bunun səbəbi, yüksək gərginliklər cərəyanın sarımlara daha əvvəl müzakirə edilən 63% həddən daha sürətli axmasına imkan verir.
Bir pilləli mühərrik bir pillədən digərinə keçdikdə, rotor hədəf mövqedə dərhal dayanmır. Bunun əvəzinə, o, son mövqedən keçir, sonra geri çəkilir, əks istiqamətdə aşır və nəhayət dayanana qədər irəli-geri salınmağa davam edir. 'Zəng' adlanan bu fenomen mühərrikin atdığı hər addımda baş verir (aşağıdakı interaktiv diaqrama baxın). Bungee şnurunda olduğu kimi, rotorun impulsu onu dayanma nöqtəsindən kənara aparır və istirahət etməzdən əvvəl 'sıçrayır'. Bununla belə, bir çox hallarda motor tam dayanmadan növbəti mərhələyə keçmək üçün göstəriş verilir.
Aşağıdakı qrafiklər müxtəlif yükləmə şəraitində bir pilləli motorun zəng davranışını göstərir. Mühərrik boşaldıqda, əhəmiyyətli bir zəng nümayiş etdirir, bu da vibrasiyanın artmasına səbəb olur. Bu həddən artıq vibrasiya mühərrik boşaldıqda və ya az yükləndikdə motorun dayanmasına səbəb ola bilər, çünki sinxronizasiyanı itirə bilər. Buna görə də, həmişə test etmək vacibdir step motor . müvafiq yüklə
Digər iki qrafik yükləndikdə motorun işini təsvir edir. Mühərrikin düzgün yüklənməsi onun işini sabitləşdirməyə və vibrasiyanı azaltmağa kömək edir. İdeal olaraq, yük mühərrikin maksimum fırlanma momentinin 30% -dən 70% -ə qədərini tələb etməlidir. Bundan əlavə, yükün rotorla ətalət nisbəti 1:1 ilə 10:1 arasında olmalıdır. Daha qısa və sürətli hərəkətlər üçün bu nisbətin 1:1-dən 3:1-ə yaxın olmasına üstünlük verilir.
BesFoc-un tətbiqi üzrə mütəxəssisləri və mühəndisləri motorun düzgün ölçülərini təyin etməkdə köməklik edə bilərlər.
A Giriş nəbzinin tezliyi onun təbii tezliyi ilə üst-üstə düşdükdə pilləli mühərrik əhəmiyyətli dərəcədə artan vibrasiya ilə qarşılaşacaq, bu fenomen rezonans kimi tanınır. Bu tez-tez 200 Hz ətrafında baş verir. Rezonansda, rotorun həddindən artıq və aşağı düşməsi əhəmiyyətli dərəcədə gücləndirilir, itkin addımların ehtimalını artırır. Xüsusi rezonans tezliyi yük ətaləti ilə dəyişə bilsə də, adətən 200 Hz ətrafında olur.
2 fazalı pilləli mühərriklər yalnız dörd qrupda addımları qaçıra bilər. Dördün qatında pillə itkisinin baş verdiyini görsəniz, bu, vibrasiyaların motorun sinxronizasiyanı itirməsinə səbəb olduğunu və ya yükün həddindən artıq ola biləcəyini göstərir. Əksinə, buraxılmış addımlar dördün qatında deyilsə, ya nəbz sayının səhv olduğunu və ya elektrik səs-küyünün performansa təsir etdiyini göstərən güclü əlamət var.
Bir neçə strategiya rezonans təsirlərini azaltmağa kömək edə bilər. Ən sadə yanaşma rezonans sürətində işləməkdən tamamilə qaçmaqdır. 2 fazalı mühərrik üçün 200 Hz təqribən 60 rpm-ə uyğun gəldiyi üçün bu, çox yüksək sürət deyil. Ən çox pilləli mühərriklərin maksimum başlanğıc sürəti saniyədə 1000 impuls (pps) təşkil edir. Buna görə də, bir çox hallarda, rezonans tezliyindən daha yüksək sürətlə motorun işinə başlaya bilərsiniz.
Mühərriki rezonans tezliyindən aşağı sürətlə işə salmaq lazımdırsa, vibrasiyanın təsirlərini minimuma endirmək üçün rezonans diapazonunda sürətlə sürətləndirmək vacibdir.
Başqa bir təsirli həll daha kiçik bir addım bucağından istifadə etməkdir. Daha böyük addım bucaqları daha çox həddi aşmaq və aşağı düşmə ilə nəticələnir. Mühərrikin səyahət etmək üçün qısa bir məsafəsi varsa, əhəmiyyətli dərəcədə aşmaq üçün kifayət qədər güc (fırlanma momenti) yaratmayacaq. Addım bucağını azaltmaqla, motor daha az vibrasiya yaşayır. Yarım addım və mikro addımlama üsullarının vibrasiyaları azaltmaqda bu qədər təsirli olmasının bir səbəbi də budur.
Yük tələblərinə əsasən mühərriki seçdiyinizə əmin olun. Düzgün motor ölçüsü daha yaxşı ümumi performansa səbəb ola bilər.
Damperlər nəzərə alınmalı başqa bir seçimdir. Bu cihazlar vibrasiya enerjisinin bir hissəsini udmaq üçün motorun arxa şaftına quraşdırıla bilər ki, bu da vibrasiyalı mühərrikin işini sərfəli şəkildə düzəltməyə kömək edir.
Nisbətən yeni bir irəliləyiş pilləli mühərrik texnologiyası 5 fazalı pilləli mühərrikdir. 2 fazalı və 5 fazalı mühərriklər arasında ən nəzərə çarpan fərq (aşağıdakı interaktiv diaqrama baxın) stator dirəklərinin sayıdır: 2 fazalı mühərriklərdə 8 qütb (hər bir fazada 4), 5 fazalı mühərriklərdə isə 10 qütb (hər fazada 2) var. Rotorun dizaynı 2 fazalı mühərrikin dizaynına bənzəyir.
2 fazalı mühərrikdə hər bir faza rotoru 1/4 diş addımı ilə hərəkət etdirir, 5 fazalı mühərrikdə isə rotor dizaynına görə diş aralığının 1/10-unu hərəkət etdirir. 7,2° diş meydançası ilə 5 fazalı mühərrik üçün addım bucağı 0,72° olur. Bu konstruksiya 2 fazalı mühərrikin 200 addımı ilə müqayisədə 5 fazalı mühərrikə hər dövrədə 500 addım əldə etməyə imkan verir ki, bu da 2 fazalı mühərrikinkindən 2,5 dəfə böyük ayırdetmə təmin edir.
Daha yüksək ayırdetmə daha kiçik bir addım bucağına gətirib çıxarır ki, bu da vibrasiyanı əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. 5 fazalı mühərrikin addım bucağı 2 fazalı mühərrikdən 2,5 dəfə kiçik olduğundan, o, daha az zəng və vibrasiya ilə qarşılaşır. Hər iki mühərrik tipində, addımları qaçırmaq üçün rotor 3,6°-dən çox aşmalı və ya aşağı düşməlidir. 5 fazalı mühərrikin addım bucağı cəmi 0,72° olduğu halda, motorun belə bir fərqlə aşması və ya aşağı düşməsi demək olar ki, qeyri-mümkün olur, nəticədə sinxronizasiyanı itirmə ehtimalı çox aşağı olur.
Üçün dörd əsas sürücü üsulu var pilləli mühərriklər :
Dalğa Sürücü (Tam Addım)
2 Faza Aktivdir (Tam Addım)
1-2 Faza Aktiv (Yarım Addım)
Mikro addım
Aşağıdakı diaqramda dalğa sürmə üsulu onun prinsiplərini göstərmək üçün sadələşdirilmişdir. Şəkildə göstərilən hər 90° dönmə real mühərrikdə rotorun 1,8° fırlanmasını təmsil edir.
1 fazalı ON metodu olaraq da bilinən dalğa sürücüsü metodunda bir anda yalnız bir faza enerjilənir. A fazası işə salındıqda, rotorun şimal qütbünü çəkən cənub qütbü yaradır. Daha sonra A fazası söndürülür və B fazası işə salınaraq rotorun 90° (1,8°) fırlanmasına səbəb olur və bu proses hər bir faza ayrı-ayrılıqda enerji verilməklə davam edir.
Dalğa sürücüsü mühərriki döndərmək üçün dörd addımlı elektrik ardıcıllığı ilə işləyir.
'2 Faza Açıq' sürmə metodunda mühərrikin hər iki fazasına davamlı olaraq enerji verilir.
Aşağıda göstərildiyi kimi, hər 90° dönmə rotorun 1,8° fırlanmasına uyğundur. Cənub qütbləri kimi həm A, həm də B fazalarına enerji verildikdə, rotorun şimal qütbü hər iki qütbə bərabər şəkildə çəkilir və onun birbaşa ortada düzləşməsinə səbəb olur. Ardıcıllıq irəlilədikcə və fazalar işə düşdükcə, rotor iki enerjili qütb arasında uyğunluğu saxlamaq üçün dönəcək.
'2 Faza Açıq' üsulu mühərriki fırlatmaq üçün dörd addımlı elektrik ardıcıllığından istifadə etməklə işləyir.
BesFoc-un standart 2 fazalı və 2 fazalı M tipli mühərrikləri bu '2 Faza Açıq' sürücü metodundan istifadə edir.
'2 Faza Açıq' metodunun '1 Faza Açıq' metodundan əsas üstünlüyü fırlanma momentidir. '1 Faza On' metodunda bir anda yalnız bir faza aktivləşdirilir və nəticədə rotorda tək bir fırlanma momenti fəaliyyət göstərir. Bunun əksinə olaraq, '2 Faza Aktivdir' metodu eyni vaxtda hər iki fazaya enerji verir və iki vahid fırlanma momenti yaradır. Bir fırlanma momenti vektoru saat 12, digəri isə saat 3 mövqeyində işləyir. Bu iki fırlanma momenti vektoru birləşdirildikdə, onlar tək vektordan 41,4% böyük olan 45° bucaq altında nəticə vektoru yaradırlar. Bu o deməkdir ki, '2 Faza Aktiv' metodundan istifadə bizə '1 Faza Aktiv' metodu ilə eyni addım bucağına nail olmaq və 41% daha çox fırlanma anı təmin etməyə imkan verir.
Beş fazalı mühərriklər isə bir qədər fərqli işləyir. '2 Faza Açıq' metodundan istifadə etmək əvəzinə, onlar '4 Faza Açıq' metodundan istifadə edirlər. Bu yanaşmada mühərrik hər addım atdıqda dörd faza eyni vaxtda işə salınır.
Nəticədə, beş fazalı mühərrik əməliyyat zamanı 10 addımlı elektrik ardıcıllığını izləyir.
Yarım addım kimi tanınan '1-2 Faza Açıq' üsulu əvvəlki iki metodun prinsiplərini birləşdirir. Bu yanaşmada biz ilk növbədə rotorun hizalanmasına səbəb olan A fazasına enerji veririk. A fazasını enerjili saxlayaraq, B fazasını aktivləşdiririk. Bu nöqtədə rotor bərabər şəkildə hər iki qütbə çəkilir və ortada hizalanır, nəticədə 45° (və ya 0,9°) fırlanma olur. Sonra, motorun başqa bir addım atmasına imkan verən B fazasını enerjiyə verməyə davam edərkən A fazasını söndürürük. Bu proses bir faza və iki fazanın enerjiləşdirilməsi arasında növbə ilə davam edir. Bununla biz addım bucağını effektiv şəkildə yarıya endirmişik ki, bu da vibrasiyanı azaltmağa kömək edir.
5 fazalı mühərrik üçün 4 faza və 5 faza arasında alternativ olaraq oxşar strategiya tətbiq edirik.
Yarım addım rejimi səkkiz addımlı elektrik ardıcıllığından ibarətdir. '4-5 Faza On' metodundan istifadə edən beş fazalı mühərrik vəziyyətində, mühərrik 20 addımlı elektrik ardıcıllığından keçir.
(Ehtiyac yaranarsa, mikro addım haqqında daha çox məlumat əlavə edilə bilər.)
Microstepping kiçik addımları daha da incə etmək üçün istifadə edilən bir texnikadır. Addımlar nə qədər kiçik olarsa, ayırdetmə qabiliyyəti bir o qədər yüksək olar və motorun vibrasiya xüsusiyyətləri bir o qədər yaxşı olar. Mikro addımlamada faza nə tam açıq, nə də tam söndürülür; əvəzinə qismən enerji verilir. Sinus dalğaları 90° (və ya beş fazada 0,9°) faza fərqi ilə həm A, həm də B Fazasına tətbiq edilir. pilləli motor ).
A Fazasına maksimum güc tətbiq edildikdə, Faza B sıfıra bərabərdir, bu da rotorun Faza A ilə uyğunlaşmasına səbəb olur. A Fazasına cərəyan azaldıqca, Faza B cərəyanı artır və rotorun B Fazasına doğru kiçik addımlar atmasına imkan verir. Bu proses cərəyan iki faza arasında dövr etdikcə davam edir və hamar mikro addım hərəkəti ilə nəticələnir.
Bununla belə, mikro addımlama, əsasən dəqiqlik və fırlanma momenti ilə bağlı bəzi çətinliklər yaradır. Fazalar yalnız qismən enerjili olduğundan, motor adətən fırlanma momentinin təxminən 30% azalması ilə qarşılaşır. Bundan əlavə, addımlar arasında fırlanma momenti fərqi minimal olduğundan, motor yükü dəf etmək üçün mübarizə apara bilər, bu da motora həqiqətən hərəkətə başlamazdan əvvəl bir neçə addım hərəkət etməsi əmri verildiyi vəziyyətlərlə nəticələnə bilər. Bir çox hallarda, qapalı dövrə sistemi yaratmaq üçün kodlayıcıları birləşdirmək lazımdır, baxmayaraq ki, bu, ümumi xərci artırır.
Açıq Döngü Sistemləri
Qapalı Döngü Sistemləri
Servo Sistemlər
pilləli mühərriklər adətən açıq dövrə sistemləri kimi nəzərdə tutulmuşdur. Bu konfiqurasiyada impuls generatoru faza ardıcıllığı dövrəsinə impulslar göndərir. Faza ardıcıllığı əvvəllər tam addım və yarım addım üsullarında təsvir olunduğu kimi hansı fazaların yandırılmalı və ya söndürülməli olduğunu müəyyən edir. Sequencer mühərriki aktivləşdirmək üçün yüksək güclü FET-ləri idarə edir.
Bununla belə, açıq döngə sistemində mövqenin yoxlanılması yoxdur, yəni motorun əmr edilən hərəkəti yerinə yetirib-yetirmədiyini təsdiqləmək üçün heç bir yol yoxdur.
Qapalı dövrəli sistemin tətbiqi üçün ən çox yayılmış üsullardan biri ikiqat şaftlı mühərrikin arxa şaftına kodlayıcı əlavə etməkdir. Kodlayıcı ötürücü və qəbuledici arasında fırlanan xətlərlə işarələnmiş nazik diskdən ibarətdir. Hər dəfə bu iki komponent arasında xətt keçəndə siqnal xətlərində nəbz əmələ gətirir.
Bu çıxış impulsları daha sonra onların sayını saxlayan nəzarətçiyə qaytarılır. Tipik olaraq, hərəkətin sonunda nəzarətçi sürücüyə göndərdiyi impulsların sayını kodlayıcıdan alınan impulsların sayı ilə müqayisə edir. Müəyyən bir prosedur yerinə yetirilir ki, iki say fərqli olarsa, sistem uyğunsuzluğu düzəltmək üçün düzəlişlər edir. Saylar üst-üstə düşürsə, bu, heç bir səhvin baş vermədiyini göstərir və hərəkət rəvan davam edə bilər.
Qapalı dövrə sistemi iki əsas çatışmazlıq ilə gəlir: qiymət (və mürəkkəblik) və cavab müddəti. Kodlayıcının daxil edilməsi sistemin ümumi xərclərinə əlavə olaraq, nəzarətçinin təkmilləşdirilməsi ilə yanaşı, ümumi xərcə töhfə verir. Əlavə olaraq, düzəlişlər yalnız hərəkətin sonunda edildiyi üçün bu, sistemdə gecikmələrə səbəb ola bilər və cavab vaxtlarını potensial olaraq yavaşlata bilər.
Qapalı dövrəli pilləli sistemlərə alternativ bir servo sistemdir. Servo sistemlər adətən aşağı qütb sayına malik mühərriklərdən istifadə edir, yüksək sürətli performansa imkan verir, lakin özünəməxsus yerləşdirmə qabiliyyətindən məhrumdur. Bir servonu mövqeli bir cihaza çevirmək üçün tez-tez idarəetmə döngələri ilə birlikdə kodlayıcı və ya həlledicidən istifadə edərək əks əlaqə mexanizmləri lazımdır.
Servo sistemdə, həlledici müəyyən bir mövqeyə çatdığını göstərənə qədər mühərrik işə salınır və söndürülür. Məsələn, servoya 100 dövrə hərəkət etmək göstərişi verilirsə, o, həlledici sayının sıfır olması ilə başlayır. Mühərrik həlledici sayı 100 dövrəyə çatana qədər işləyir və bu anda sönür. Hər hansı bir mövqe dəyişikliyi olarsa, mövqeyi düzəltmək üçün motor yenidən işə salınır.
Servonun mövqe səhvlərinə reaksiyası qazanc parametrindən təsirlənir. Yüksək qazanc parametri mühərrikə səhv dəyişikliklərə tez reaksiya verməyə imkan verir, aşağı qazanc qəbulu isə daha yavaş cavab verir. Bununla belə, qazanc parametrlərinin tənzimlənməsi hərəkətə nəzarət sistemində vaxt gecikmələri yarada bilər ki, bu da ümumi performansa təsir göstərir.
AlphaStep BesFoc-un innovatividir pilləli motor həlli. real vaxt mövqeyi ilə bağlı rəy təklif edən inteqrasiya olunmuş həlledicini özündə cəmləşdirən Bu dizayn rotorun dəqiq mövqeyinin hər zaman məlum olmasını təmin edərək sistemin dəqiqliyini və etibarlılığını artırır.
AlphaStep sürücüsü sürücüyə göndərilən bütün impulsları izləyən giriş sayğacına malikdir. Eyni zamanda, həlledicidən gələn rəy rotor mövqeyinin sayğacına yönəldilir ki, bu da rotorun vəziyyətinin davamlı monitorinqinə imkan verir. İstənilən uyğunsuzluq sapma sayğacında qeyd olunur.
Tipik olaraq, mühərrik açıq dövrə rejimində işləyir və mühərrikin izləməsi üçün fırlanma momenti vektorları yaradır. Bununla belə, sapma sayğacı ±1,8°-dən çox uyğunsuzluğu göstərirsə, faza ardıcıllığı fırlanma momentinin yerdəyişmə əyrisinin yuxarı hissəsində fırlanma momenti vektorunu aktivləşdirir. Bu, rotoru yenidən uyğunlaşdırmaq və sinxronizasiya etmək üçün maksimum fırlanma momenti yaradır. Mühərrik bir neçə pillə ilə söndürülürsə, sekvenser fırlanma anı yerdəyişmə əyrisinin yüksək ucunda çoxlu fırlanma momenti vektorunu enerjiləşdirir. Sürücü 5 saniyəyə qədər həddindən artıq yüklənmə şərtlərini idarə edə bilər; bu müddət ərzində sinxronizmi bərpa edə bilməsə, nasazlıq işə salınır və həyəcan siqnalı verilir.
AlphaStep sisteminin diqqətəlayiq xüsusiyyəti onun buraxılmış addımlar üçün real vaxt rejimində düzəlişlər etmək qabiliyyətidir. Hər hansı səhvləri düzəltmək üçün hərəkətin sonuna qədər gözləyən ənənəvi sistemlərdən fərqli olaraq, AlphaStep sürücüsü rotor 1,8° diapazondan kənara düşən kimi düzəldici tədbirlər görür. Rotor bu həddə qayıtdıqdan sonra sürücü açıq dövrə rejiminə qayıdır və müvafiq faza enerjilərini bərpa edir.
Müşayiət olunan qrafik sistemin iş rejimlərini - açıq dövrə və qapalı dövrəni vurğulayaraq fırlanma momentinin yerdəyişmə əyrisini göstərir. Torkun yerdəyişmə əyrisi, rotorun mövqeyi 1,8° sapdıqda maksimum fırlanma anı əldə edən bir faza tərəfindən yaradılan fırlanma anı təmsil edir. Əgər rotor 3,6°-dən çox aşırsa, addımı qaçırmaq olar. Sürücü hər dəfə sapma 1,8°-dən çox olduqda fırlanma momenti vektoruna nəzarət etdiyi üçün, 5 saniyədən çox davam edən həddindən artıq yüklənmə ilə qarşılaşmasa, motorun addımları qaçırması ehtimalı azdır.
Bir çox insanlar səhvən AlphaStep motorunun addım dəqiqliyinin ±1,8° olduğuna inanırlar. Reallıqda AlphaStep 5 qövs dəqiqəsi (0,083°) addım dəqiqliyinə malikdir. Rotor 1,8° diapazondan kənarda olduqda sürücü fırlanma momentinin vektorlarını idarə edir. Rotor bu diapazona düşdükdən sonra, rotorun dişləri yaradılan fırlanma momenti vektoru ilə dəqiq uyğunlaşır. AlphaStep düzgün dişin aktiv fırlanma momenti vektoru ilə eyniləşməsini təmin edir.
AlphaStep seriyası müxtəlif versiyalarda gəlir. BesFoc, ayırdetmə qabiliyyətini və fırlanma anı artırmaq və ya əks olunan ətaləti minimuma endirmək üçün çoxlu dişli nisbətləri ilə həm dəyirmi mil və dişli modelləri təklif edir. Əksər versiyalar uğursuzluğa qarşı təhlükəsiz maqnit əyləci ilə təchiz oluna bilər. Bundan əlavə, BesFoc ASC seriyası adlı 24 VDC versiyasını təqdim edir.
Nəticə olaraq, pilləli mühərriklər yerləşdirmə tətbiqləri üçün çox uyğundur. Onlar sadəcə nəbz sayını və tezliyini dəyişdirməklə həm məsafəni, həm də sürəti dəqiq idarə etməyə imkan verir. Onların yüksək qütb sayı hətta açıq dövrə rejimində işləyərkən dəqiqliyə imkan verir. Müəyyən bir tətbiq üçün düzgün ölçüləndikdə, a step motor addımları qaçırmayacaq. Üstəlik, onlar mövqe geribildirimi tələb etmədikləri üçün pilləli mühərriklər qənaətcil bir həlldir.
