Үзсэн: 0 Зохиогч: Сайтын редактор Нийтлэх хугацаа: 2025-04-18 Гарал үүсэл: Сайт
А Stepper мотор нь ердийн мотор шиг тасралтгүй эргэлдэхээс илүү тодорхой, тогтмол алхамаар хөдөлдөг цахилгаан моторын нэг төрөл юм. Энэ нь ихэвчлэн 3D принтер, CNC машин, робот техник, камерын платформ зэрэг байрлалын нарийн хяналт шаардлагатай програмуудад ашиглагддаг.
Stepper мотор нь цахилгаан энергийг эргэлтийн хөдөлгөөн болгон хувиргадаг цахилгаан моторын нэг төрөл юм. Тасралтгүй эргэлтийг хангадаг ердийн цахилгаан моторуудаас ялгаатай нь шаталсан мотор нь салангид алхамаар эргэлддэг тул байршлыг зөв тогтоох шаардлагатай програмуудад тохиромжтой.
Жолоочоос нь гишгүүрийн мотор руу илгээсэн цахилгаан импульс бүр нь нарийн хөдөлгөөнийг бий болгодог - импульс бүр тодорхой алхамтай тохирдог. Хөдөлгүүрийн эргэлтийн хурд нь эдгээр импульсийн давтамжтай шууд хамааралтай: импульс хурдан илгээгдэх тусам эргэлт хурдан болно.
-ийн гол давуу талуудын нэг stepper мотор нь тэдний хялбар удирдлага юм. Ихэнх жолооч нар нийтлэг нэгдсэн хэлхээнд нийцсэн 5 вольтын импульсээр ажилладаг. Та эдгээр импульсийг үүсгэх хэлхээг зохион бүтээх эсвэл BesFoc зэрэг компаниудын импульсийн генераторыг ашиглаж болно.
Хэдийгээр үе үе алдаатай байдаг - стандарт гишгүүртэй моторууд нь ойролцоогоор ± 3 нуман минутын (0.05 °) нарийвчлалтай байдаг - эдгээр алдаа нь олон алхамаар хуримтлагддаггүй. Жишээлбэл, стандарт гишгүүртэй мотор нэг алхам хийвэл 1.8 ° ± 0.05 ° эргүүлнэ. Сая сая алхмын дараа ч гэсэн нийт хазайлт ердөө ± 0.05° хэвээр байгаа нь хол зайд нарийн хөдөлгөөн хийхэд найдвартай болгодог.
Нэмж дурдахад, шаталсан моторууд нь роторын инерц багатай тул хурдан хариу үйлдэл, хурдатгалаараа алдартай бөгөөд өндөр хурдыг хурдан гаргах боломжийг олгодог. Энэ нь тэдгээрийг богино, хурдан хөдөлгөөн шаарддаг програмуудад ялангуяа тохиромжтой болгодог.
А Stepper мотор нь бүрэн эргэлтийг хэд хэдэн тэнцүү алхамд хуваах замаар ажилладаг. Энэ нь жижиг, хяналттай алхамаар хөдөлгөөн үүсгэхийн тулд цахилгаан соронзон ашигладаг.
Stepper мотор нь хоёр үндсэн хэсэгтэй.
Статор - ороомог (цахилгаан соронзон) бүхий хөдөлгөөнгүй хэсэг.
Ротор - эргэдэг хэсэг, ихэвчлэн соронз эсвэл төмрөөр хийсэн.
Статорын ороомогоор цахилгаан гүйдэл урсах үед энэ нь соронзон орон үүсгэдэг.
Эдгээр талбарууд нь роторыг татдаг.
Ороомогуудыг тодорхой дарааллаар эргүүлж, унтрааснаар роторыг дугуй хөдөлгөөнөөр алхам алхмаар татна.
Ороомог хүчдэлтэй байх бүрт ротор нь жижиг өнцгөөр хөдөлдөг (алхам гэж нэрлэдэг).
Жишээлбэл, хөдөлгүүр нь эргэлт тутамд 200 алхамтай бол алхам бүр нь роторыг 1.8 ° хөдөлгөдөг.
Мотор нь ороомог руу илгээсэн импульсийн дарааллаас хамааран урагш эсвэл хойшоо эргэлдэж болно.
А Stepper моторын драйвер нь моторын ороомог руу цахилгаан импульс илгээдэг.
Импульс их байх тусам мотор илүү их эргэдэг.
Микроконтроллерууд (Arduino эсвэл Raspberry Pi гэх мэт) моторыг нарийн хөдөлгөхийн тулд эдгээр драйверуудыг удирдаж чаддаг.
Доорх зурган дээр хамтдаа ажилладаг хэд хэдэн чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс бүрдэх стандарт гишгүүрийн моторын системийг дүрсэлсэн болно. Элемент бүрийн гүйцэтгэл нь системийн ерөнхий үйл ажиллагаанд нөлөөлдөг.
Системийн гол цөм нь компьютер эсвэл програмчлагдах логик хянагч (PLC) юм. Энэ бүрэлдэхүүн хэсэг нь зөвхөн гишгүүрийн мотор төдийгүй бүхэл бүтэн машиныг удирддаг тархины үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ нь лифтийг өргөх, туузан дамжуулагчийг хөдөлгөх зэрэг янз бүрийн ажлыг гүйцэтгэх боломжтой. Шаардлагатай нарийн төвөгтэй байдлаас хамааран энэхүү хянагч нь боловсронгуй компьютер эсвэл PLC-ээс эхлээд энгийн оператор товчлуур хүртэл байж болно.
Дараа нь индексжүүлэгч эсвэл PLC карт нь тусгай зааварчилгааг дамжуулдаг stepper мотор . Хөдөлгөөнд шаардлагатай тооны импульс үүсгэж, хөдөлгүүрийн хурдатгал, хурд, удаашралыг хянахын тулд импульсийн давтамжийг тохируулдаг. Индексжүүлэгч нь BesFoc гэх мэт бие даасан нэгж эсвэл PLC-д залгагддаг импульс үүсгэгч карт байж болно. Хэлбэрээс үл хамааран энэ бүрэлдэхүүн хэсэг нь моторын үйл ажиллагаанд чухал үүрэгтэй.
Моторын жолооч нь дөрвөн үндсэн хэсгээс бүрдэнэ.
Фазын хяналтын логик: Энэ логик нэгж нь индексжүүлэгчээс импульс хүлээн авч, моторын аль фазыг идэвхжүүлэх ёстойг тодорхойлдог. Хөдөлгүүрийн зөв ажиллагааг хангахын тулд үе шатуудыг эрчим хүчээр хангах нь тодорхой дарааллыг дагаж мөрдөх ёстой.
Логик тэжээлийн хангамж: Энэ нь чип багц эсвэл загварт үндэслэн драйвер доторх нэгдсэн хэлхээг (IC) тэжээдэг, ихэвчлэн 5 вольтоор ажилладаг бага хүчдэлийн хангамж юм.
Моторын тэжээлийн хангамж: Энэ хангамж нь моторыг тэжээхэд шаардлагатай хүчдэлийг өгдөг, ихэвчлэн 24 VDC орчим байдаг ч хэрэглээнээс хамааран илүү өндөр байж болно.
Эрчим хүчний өсгөгч: Энэ бүрэлдэхүүн хэсэг нь моторын фазуудаар гүйдэл дамжуулах боломжийг олгодог транзисторуудаас бүрддэг. Хөдөлгүүрийн хөдөлгөөнийг хөнгөвчлөхийн тулд эдгээр транзисторуудыг зөв дарааллаар асааж, унтраадаг.
Эцэст нь, эдгээр бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь ачааллыг зөөвөрлөхийн тулд хамтдаа ажилладаг бөгөөд энэ нь тусгай хэрэглээнээс хамааран тугалган шураг, диск эсвэл туузан дамжуулагч байж болно.
Хөдөлгүүрийн гурван үндсэн төрөл байдаг:
Эдгээр моторууд нь ротор болон статор дээр шүдтэй байдаг боловч байнгын соронзыг агуулдаггүй. Үүний үр дүнд тэд бэхэлгээний момент дутмаг байдаг бөгөөд энэ нь хүчдэлгүй үед байр сууриа хадгалдаггүй гэсэн үг юм.
PM stepper мотор нь ротор дээр байнгын соронзтой боловч шүдгүй байдаг. Эдгээр нь гишгүүрийн өнцгөөр ихэвчлэн бага нарийвчлалтай байдаг ч тэдгээр нь цахилгааныг унтраасан үед байрлалаа хадгалах боломжийг олгодог.
BesFoc нь зөвхөн Hybrid чиглэлээр мэргэшсэн stepper мотор s. Эдгээр моторууд нь байнгын соронзны соронзон шинж чанарыг хувьсах дургүй моторуудын шүдтэй загвартай нэгтгэдэг. Ротор нь тэнхлэгийн дагуу соронзлогддог бөгөөд энэ нь ердийн тохиргоонд дээд тал нь хойд туйл, доод тал нь өмнөд туйл юм.
Ротор нь 50 шүдтэй хоёр шүдтэй аяганаас бүрдэнэ. Эдгээр аяга нь 3.6°-аар солигдсон тул байршлыг нарийн тогтоох боломжийг олгодог. Дээрээс нь харахад хойд туйлын аяганы шүд нь өмнөд туйлын аяганы шүдтэй нийлж үр дүнтэй арааны системийг бий болгож байгааг харж болно.
Гибрид гибрид хөдөлгүүр нь хоёр фазын бүтэц дээр ажилладаг бөгөөд фаз бүр нь 90 ° зайтай дөрвөн туйл агуулсан байдаг. Фазын туйл бүр хоорондоо 180°-ын зайтай туйлуудыг ижил туйлтай байхаар ороосон байдаг бол 90°-ийн зайд туйлшралууд эсрэгээрээ байна. Аль ч фаз дахь гүйдлийг эргүүлснээр харгалзах статорын туйлын туйлшралыг эргүүлж, мотор нь ямар ч статорын туйлыг хойд эсвэл өмнөд туйл болгон хувиргах боломжийг олгодог.
Stepper моторын ротор нь 50 шүдтэй, шүд бүрийн хооронд 7.2°-ийн налуутай. Хөдөлгүүр ажиллаж байх үед роторын шүдийг статорын шүдтэй уялдуулах нь янз бүр байж болно, ялангуяа шүдний налуугийн дөрөвний гурав, хагас шүдний налуу эсвэл шүдний налууны дөрөвний нэгээр нөхөж болно. Хөдөлгүүр гишгэх үед өөрөө өөрийгөө тохируулах хамгийн богино замыг туулах бөгөөд энэ нь алхам тутамд 1.8°-ийн хөдөлгөөн болдог (7.2°-ын 1/4 нь 1.8°-тай тэнцэнэ).
Момент ба нарийвчлал Stepper мотор нь туйлын тоо (шүд) нөлөөлдөг. Ерөнхийдөө туйлын өндөр тоо нь эргэлт, нарийвчлалыг сайжруулахад хүргэдэг. BesFoc нь 'Өндөр нягтаршилтай' гишгүүртэй моторуудыг санал болгодог бөгөөд энэ нь стандарт загварынхаа шүдний налуу тал нь юм. Эдгээр өндөр нарийвчлалтай роторууд нь 100 шүдтэй тул шүд бүрийн хооронд 3.6 ° өнцгийг бий болгодог. Энэхүү тохируулгын тусламжтайгаар шүдний налуугийн 1/4-ийн хөдөлгөөн нь 0.9°-ийн жижиг алхамтай тохирч байна.
Үүний үр дүнд 'Өндөр нарийвчлалтай' загварууд нь стандарт моторын нарийвчлалыг хоёр дахин нэмэгдүүлж, нэг эргэлт тутамд 200 алхамтай харьцуулахад стандарт загварт 400 алхам хүрдэг. Жижиг алхамын өнцөг нь чичиргээ багасахад хүргэдэг, учир нь алхам бүр нь бага зэрэг тод, аажмаар байдаг.
Доорх диаграммд 5 фазын гишгүүртэй моторын хөндлөн огтлолыг үзүүлэв. Энэ мотор нь үндсэндээ статор ба ротор гэсэн хоёр үндсэн хэсгээс бүрдэнэ. Ротор нь өөрөө роторын аяга 1, роторын аяга 2, байнгын соронз гэсэн гурван бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрдэнэ. Ротор нь тэнхлэгийн чиглэлд соронзлогддог; жишээлбэл, роторын аяга 1-ийг хойд туйл гэж тодорхойлсон бол роторын аяга 2 нь өмнөд туйл болно.
Статор нь 10 соронзон туйлтай бөгөөд тус бүр нь жижиг шүдтэй, холбогдох ороомогтой. Эдгээр ороомог нь тус бүр нь эсрэг туйлын ороомогтой холбогдсон байхаар хийгдсэн байдаг. Хос ороомогоор гүйдэл урсах үед тэдгээрийн холбосон туйлууд хойд эсвэл өмнөд чиглэлд нэг чиглэлд соронзлогддог.
Эсрэг туйл бүр нь моторын нэг үе шатыг бүрдүүлдэг. Нийт 10 соронзон туйл байдгийг харгалзан үзвэл энэ 5 фазын дотор таван өөр фаз үүсдэг. алхам мотор.
Хамгийн чухал нь роторын аяга бүр гаднах периметрийн дагуу 50 шүдтэй байдаг. Роторын аяга 1 ба роторын аяга 2 дээрх шүднүүд нь бие биенээсээ хагас шүдний налуу механикаар солигдож, үйл ажиллагааны явцад нарийн тэгшлэх, хөдөлгөөн хийх боломжийг олгодог.
Хурд-моментийн муруйг хэрхэн уншихыг ойлгох нь мотор юунд хүрч чадах талаар ойлголт өгдөг тул маш чухал юм. Эдгээр муруй нь тодорхой драйвертай хосолсон моторын гүйцэтгэлийн шинж чанарыг илэрхийлдэг. Хөдөлгүүрийг ажиллуулсны дараа түүний эргэлтийн момент нь хөтчийн төрөл болон хэрэглэсэн хүчдэлээс хамаарна. Үүний үр дүнд ижил мотор нь ашигласан драйвераас хамааран өөр өөр хурдны моментийн муруйг харуулж чадна.
BesFoc нь эдгээр хурд-моментийн муруйг лавлагаа болгон өгдөг. Хэрэв та ижил хүчдэл, гүйдлийн зэрэгтэй драйвертай мотор ашигладаг бол харьцуулж болохуйц гүйцэтгэлийг хүлээж болно. Интерактив туршлага авахын тулд доор өгсөн хурд-моментийн муруйг үзнэ үү.
Баривчлах момент
Энэ нь моторын ороомгуудаар урсах нэрлэсэн гүйдлийн үед мотор тайван байх үед үйлдвэрлэсэн моментийн хэмжээ юм.
Start/Stop бүс
Энэ хэсэг нь моторыг шууд эхлүүлэх, зогсоох эсвэл буцаах момент ба хурдны утгыг заана.
Татах момент
Эдгээр нь оролтын импульстэй синхрончлолд байх үед хөдөлгүүрийг эхлүүлэх, зогсоох эсвэл буцаах боломжийг олгодог эргэлт ба хурдны утгууд юм.
Татаж авах момент
Энэ нь оролтын фазуудтай синхрончлолыг хадгалж, мотор зогсолтгүй ажиллах боломжтой эргүүлэх момент ба хурдны утгыг хэлнэ. Энэ нь хөдөлгүүрийн үйл ажиллагааны явцад хүргэж чадах хамгийн их эргэлтийг илэрхийлдэг.
Хамгийн их эхлэх хурд
Энэ нь ачаалал байхгүй үед мотор ажиллаж эхлэх хамгийн дээд хурд юм.
Хамгийн их гүйх хурд
Энэ нь хөдөлгүүр ямар ч ачаалалгүй ажиллах үед хүрч чадах хамгийн хурдан хурдыг заана.
Татах ба татах моментийн хоорондох бүсэд ажиллахын тулд мотор эхлээд эхлүүлэх/зогсоох бүсээс эхлэх ёстой. Хөдөлгүүр ажиллаж эхлэхэд импульсийн хурдыг хүссэн хурддаа хүрэх хүртэл аажмаар нэмэгдүүлнэ. Хөдөлгүүрийг зогсоохын тулд хурдыг татах моментийн муруйгаас доош унах хүртэл бууруулна.
Момент нь гүйдэл ба мотор дахь утасны эргэлтийн тоотой шууд пропорциональ байна. Эргэлтийн хүчийг 20% -иар нэмэгдүүлэхийн тулд гүйдлийг мөн ойролцоогоор 20% -иар нэмэгдүүлэх шаардлагатай. Эсрэгээр эргүүлэх хүчийг 50% -иар бууруулахын тулд гүйдлийг 50% -иар бууруулах шаардлагатай.
Гэсэн хэдий ч соронзон ханасан байдлаас шалтгаалан гүйдлийг нэрлэсэн гүйдлээс хоёр дахин их өсгөх нь ямар ч ашиггүй, учир нь энэ цэгээс цааш нэмэгдэх нь эргүүлэх хүчийг нэмэгдүүлэхгүй. Нэрлэсэн гүйдлээс арав дахин их ажиллах нь роторыг соронзгүй болгох эрсдэлтэй.
Манай бүх моторууд В ангиллын тусгаарлагчаар тоноглогдсон бөгөөд тусгаарлагч нь муудаж эхлэхээс өмнө 130 ° C хүртэл температурыг тэсвэрлэх чадвартай. Урт наслахын тулд бид дотроос гаднах температурын зөрүүг 30 ° C байлгахыг зөвлөж байна, өөрөөр хэлбэл гадна талын температур 100 ° C-аас хэтрэхгүй байх ёстой.
Индукц нь өндөр хурдны моментийн гүйцэтгэлд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ нь мотор яагаад эцэс төгсгөлгүй өндөр эргүүлэх хүчийг харуулдаггүйг тайлбарладаг. Хөдөлгүүрийн ороомог бүр нь индукц ба эсэргүүцлийн өөр өөр утгатай байдаг. Хенригаар хэмжсэн индукцийг Ом дахь эсэргүүцэлд хуваасан нь цаг хугацааны тогтмол (секундээр) үүсдэг. Энэ хугацааны тогтмол нь ороомог нэрлэсэн гүйдлийн 63% -д хүрэхэд хэр хугацаа шаардагдахыг заана. Жишээлбэл, хэрэв мотор 1 амперийн хүчин чадалтай бол нэг удаа тогтмол бол ороомог нь ойролцоогоор 0.63 ампер хүрнэ. Ороомог бүрэн гүйдэлд (1 ампер) хүрэхийн тулд ихэвчлэн 4-5 цагийн тогтмол хугацаа шаардагдана. Эргэлт нь гүйдэлтэй пропорциональ байдаг тул хэрэв гүйдэл нь зөвхөн 63% хүрвэл мотор нэг тогтмол хугацааны дараа хамгийн их эргүүлэх моментийнхээ 63 орчим хувийг үүсгэдэг.
Бага хурдтай үед гүйдэл нь ороомог руу үр дүнтэй нэвтэрч, хурдан гарах боломжтой тул хөдөлгүүрт нэрлэсэн эргүүлэх хүчийг өгөх боломжийг олгодог тул гүйдэл үүсэх саатал нь асуудал биш юм. Гэсэн хэдий ч өндөр хурдтай үед дараагийн үе шат шилжихээс өмнө гүйдэл хангалттай хурдан нэмэгдэж чадахгүй тул эргэлтийн момент буурдаг.
Жолоочийн хүчдэл нь өндөр хурдны гүйцэтгэлд ихээхэн нөлөөлдөг алхам мотор . Хөдөлгүүрийн хүчдэл ба моторын хүчдэлийн харьцаа өндөр байх нь өндөр хурдны чадварыг сайжруулахад хүргэдэг. Учир нь өндөр хүчдэл нь өмнө нь авч үзсэн 63% босгоос илүү хурдан гүйдэл ороомог руу урсдаг.
Stepper мотор нэг алхамаас нөгөө алхам руу шилжихэд ротор нь зорилтот байрлалдаа шууд зогсдоггүй. Үүний оронд энэ нь эцсийн байрлалыг өнгөрөөж, дараа нь буцаж татагдаж, эсрэг чиглэлд давж, эцэст нь зогсох хүртэл нааш цааш хэлбэлзсээр байна. 'дуугарах' гэж нэрлэгддэг энэ үзэгдэл нь моторын алхам бүрт тохиолддог (доорх интерактив диаграмыг үзнэ үү). Роторын импульс нь банги утастай адил зогсох цэгээсээ хэтрүүлэн хөдөлж, тайван байдалд орохоосоо өмнө 'үсэрч' хүргэдэг. Гэхдээ ихэнх тохиолдолд мотор бүрэн зогсохоос өмнө дараагийн алхам руу шилжихийг зааж өгдөг.
Доорх графикууд нь янз бүрийн ачааллын нөхцөлд гишгүүрийн моторын дуугаралтыг харуулж байна. Моторыг буулгах үед энэ нь мэдэгдэхүйц дуугарах бөгөөд энэ нь чичиргээ ихэсдэг. Энэ хэт чичиргээ нь синхрончлолыг алдаж болзошгүй тул хөдөлгүүрийг буулгах эсвэл бага зэрэг ачаалах үед зогсоход хүргэдэг. Тиймээс, байнга шинжилгээ хийх нь чухал юм шаталсан мотор . зохих ачаалалтай
Нөгөө хоёр график нь ачаалалтай үед моторын гүйцэтгэлийг дүрсэлдэг. Хөдөлгүүрийг зөв ачаалах нь түүний ажиллагааг тогтворжуулж, чичиргээг багасгахад тусалдаг. Ачаалал нь хөдөлгүүрийн хамгийн их эргэлтийн моментийн 30% -аас 70% хооронд байх ёстой. Нэмж дурдахад ачааны роторын инерцийн харьцаа 1: 1-ээс 10: 1 хооронд байх ёстой. Богино бөгөөд хурдан хөдөлгөөний хувьд энэ харьцаа 1:1-ээс 3:1-тэй ойр байх нь дээр.
BesFoc-ийн хэрэглээний мэргэжилтнүүд болон инженерүүд моторын хэмжээг зөв тогтооход туслах боломжтой.
А гишгүүрийн мотор мэдэгдэхүйц ихсэх чичиргээг мэдрэх болно, үүнийг резонанс гэж нэрлэдэг. Оролтын импульсийн давтамж нь түүний байгалийн давтамжтай давхцах үед Энэ нь ихэвчлэн 200 Гц давтамжтай тохиолддог. Резонансын үед роторын хэт ачаалал, дутуу цохилт ихээхэн нэмэгдэж, алхам алга болох магадлалыг нэмэгдүүлдэг. Тодорхой резонансын давтамж нь ачааллын инерцээс хамаарч өөр өөр байж болох ч энэ нь ихэвчлэн 200 Гц орчим байдаг.
2 фазын гишгүүртэй мотор нь зөвхөн дөрвөн бүлэгт алхмуудыг алдах боломжтой. Хэрэв та дөрвийн үржвэрт алхам алдагдаж байгааг анзаарсан бол энэ нь чичиргээнээс болж мотор синхрончлол алдагдаж, ачаалал хэтэрсэн байж болзошгүйг илтгэнэ. Эсрэгээр, хэрэв алдсан алхмууд нь 4-ийн үржвэр биш бол импульсийн тоо буруу эсвэл цахилгаан шуугиан нь гүйцэтгэлд нөлөөлж байна гэсэн хүчтэй шинж тэмдэг байдаг.
Хэд хэдэн стратеги нь резонансын нөлөөг багасгахад тусалдаг. Хамгийн энгийн арга бол резонансын хурдаар ажиллахаас зайлсхийх явдал юм. 2 фазын моторын хувьд 200 Гц нь ойролцоогоор 60 RPM-тэй тохирч байгаа тул энэ нь тийм ч өндөр хурд биш юм. Ихэнх Stepper мотор нь секундэд 1000 импульс (pps) хүртэлх хамгийн дээд хурдтай байдаг. Тиймээс олон тохиолдолд та моторын ажиллагааг резонансын давтамжаас өндөр хурдтайгаар эхлүүлж болно.
Хэрэв та моторыг резонансын давтамжаас доогуур хурдаар асаах шаардлагатай бол чичиргээний нөлөөг багасгахын тулд резонансын хүрээнд хурдан хурдасгах нь чухал юм.
Өөр нэг үр дүнтэй шийдэл бол жижиг алхамын өнцгийг ашиглах явдал юм. Илүү том алхмын өнцөг нь илүү их давж, дутуу буухад хүргэдэг. Хэрэв мотор богино зайд явах юм бол энэ нь хэт давахад хангалттай хүч (момент) үүсгэхгүй. Алхам өнцгийг бууруулснаар мотор нь чичиргээ багатай байдаг. Энэ нь чичиргээг багасгахад хагас алхам болон микро алхалт хийх арга маш үр дүнтэй байдаг нэг шалтгаан юм.
Ачааллын шаардлагад үндэслэн моторыг сонгохоо мартуузай. Хөдөлгүүрийн зөв хэмжээ нь ерөнхий гүйцэтгэлийг сайжруулахад хүргэдэг.
Хамгаалагч нь анхаарах ёстой өөр нэг сонголт юм. Эдгээр төхөөрөмжүүд нь чичиргээний энергийн зарим хэсгийг шингээхийн тулд моторын арын гол дээр суурилуулж, чичиргээт моторын ажиллагааг хэмнэлттэй болгоход тусалдаг.
Харьцангуй шинэ дэвшил Stepper моторын технологи нь 5 фазын шаталсан мотор юм. 2 фазын болон 5 фазын моторын хоорондох хамгийн мэдэгдэхүйц ялгаа (доорх интерактив диаграммыг үзнэ үү) нь статорын туйлуудын тоо юм: 2 фазын мотор нь 8 туйлтай (фаз бүрт 4), 5 фазын мотор нь 10 туйлтай (фаз бүрт 2). Роторын загвар нь 2 фазын мотортой төстэй.
2 фазын моторт фаз бүр нь роторыг 1/4 шүдний алхамаар хөдөлгөдөг бол 5 фазын моторт ротор нь хийцийнхээ ачаар шүдний давирхайн 1/10-ийг хөдөлгөдөг. 7.2 ° шүдний налуутай бол 5 фазын моторын алхамын өнцөг нь 0.72 ° болно. Энэхүү бүтээц нь 5 фазын моторыг нэг эргэлт тутамд 500 алхам хийх боломжийг олгодог бол 2 фазын мотор нэг эргэлтэд 200 алхам хийх боломжтой бөгөөд энэ нь 2 фазын мотороос 2.5 дахин их нарийвчлалыг хангадаг.
Илүү өндөр нарийвчлал нь жижиг алхамын өнцөгт хүргэдэг бөгөөд энэ нь чичиргээг мэдэгдэхүйц бууруулдаг. 5 фазын моторын алхамын өнцөг нь 2 фазын мотороос 2.5 дахин бага тул дуугарах, чичиргээ багатай байдаг. Хоёр төрлийн моторын хувьд ротор нь алхмуудыг алдахын тулд 3.6 ° -аас илүү давж эсвэл дутуу байх ёстой. 5 фазын моторын алхамын өнцөг нь ердөө 0.72° байх үед мотор ийм зөрүүгээр давах эсвэл дутуу гарах нь бараг боломжгүй болж, синхрончлолыг алдах магадлал маш бага болно.
Дөрвөн үндсэн жолоодлогын арга байдаг Stepper мотор :
Wave Drive (Бүтэн алхам)
2 үе шат асаалттай (Бүтэн алхам)
1-2 үе шат асаалттай (хагас алхам)
Бичил алхам
Доорх диаграммд долгионы хөтчийн аргыг түүний зарчмуудыг харуулахын тулд хялбаршуулсан болно. Зурагт үзүүлсэн 90°-ийн эргэлт бүр нь жинхэнэ мотор дахь роторын 1.8°-ийн эргэлтийг илэрхийлнэ.
1 фазын ON арга гэж нэрлэгддэг долгионы хөтөчийн аргад нэг удаад зөвхөн нэг фазыг идэвхжүүлдэг. А фазыг идэвхжүүлсэн үед роторын хойд туйлыг татах өмнөд туйлыг үүсгэдэг. Дараа нь А фазыг унтрааж, В фазыг асааж, роторыг 90 ° (1.8 °) эргүүлэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ үйл явц нь фаз бүрийг тус тусад нь эрчим хүчээр хангадаг.
Долгионы хөтөч нь моторыг эргүүлэх дөрвөн үе шаттай цахилгаан дарааллаар ажилладаг.
'2 фазын асаалттай' хөтөчийн аргад моторын хоёр фаз нь тасралтгүй эрчим хүчээр тэжээгддэг.
Доор үзүүлсэнчлэн 90°-ийн эргэлт бүр нь роторын 1.8°-ийн эргэлттэй тохирч байна. А ба В фазын аль алиныг нь өмнөд туйл болгон идэвхжүүлэх үед роторын хойд туйл нь хоёр туйлд адилхан татагдаж, дундуур нь шууд тэгшлэнэ. Дараалал ахих тусам фазууд идэвхжсэнээр ротор нь эрч хүч авсан хоёр туйлын хоорондох тэгш байдлыг хадгалахын тулд эргэлдэнэ.
'2 фазын асаалттай' арга нь моторыг эргүүлэх дөрвөн үе шаттай цахилгаан дарааллыг ашиглан ажилладаг.
BesFoc-ийн стандарт 2 фаз ба 2 фазын M төрлийн моторууд нь энэхүү '2 фазын асаалттай' хөтчийн аргыг ашигладаг.
'2 фазын асаалттай' аргын '1 фазын асаалттай' аргын гол давуу тал нь эргүүлэх хүч юм. '1 фазын асаалттай' аргад нэг үе шатанд зөвхөн нэг фаз идэвхжсэнээр роторт нэг нэгж эргүүлэх момент үйлчилдэг. Үүний эсрэгээр '2 Фаз Асаалттай' арга нь хоёр фазыг нэгэн зэрэг идэвхжүүлж, хоёр нэгж эргүүлэх хүчийг үүсгэдэг. Нэг эргэлтийн вектор нь 12 цагийн байрлалд, нөгөө нь 3 цагийн байрлалд ажилладаг. Эдгээр хоёр моментийн векторыг нэгтгэх үед тэдгээр нь 45 ° өнцгөөр үр дүнгийн вектор үүсгэдэг бөгөөд энэ нь нэг векторынхоос 41.4% их байна. Энэ нь '2 фазын асаалттай' аргыг ашигласнаар '1 фазын асаалттай' аргын адил алхамын өнцөгт хүрэхийн зэрэгцээ 41%-иар илүү эргүүлэх момент өгөх боломжийг бидэнд олгоно гэсэн үг юм.
Харин таван фазын моторууд арай өөрөөр ажилладаг. Тэд '2 үе шаттай' аргыг ашиглахын оронд '4 үе шаттай' аргыг ашигладаг. Энэ аргын хувьд мотор алхам хийх бүрт дөрвөн үе шат нэгэн зэрэг идэвхждэг.
Үүний үр дүнд таван фазын мотор нь үйл ажиллагааны явцад 10 алхамтай цахилгааны дарааллыг дагаж мөрддөг.
Хагас алхам гэж нэрлэгддэг '1-2 үе шатыг асаах' арга нь өмнөх хоёр аргын зарчмуудыг нэгтгэдэг. Энэ аргын хувьд бид эхлээд А фазыг эрчим хүчээр хангаж, роторыг тэгшлэхэд хүргэдэг. А фазыг эрчимтэй байлгахын зэрэгцээ бид В фазыг идэвхжүүлдэг. Энэ үед ротор нь хоёр туйл руу адилхан татагдаж, дундуур нь тэгшилдэг тул 45 ° (эсвэл 0.9 °) эргүүлнэ. Дараа нь бид В фазыг үргэлжлүүлэн эрчим хүчээр хангахын зэрэгцээ А фазыг унтрааж, моторт өөр алхам хийх боломжийг олгоно. Энэ үйл явц үргэлжилж, нэг фаз ба хоёр үе шатыг ээлжлэн эрчимжүүлнэ. Ингэснээр бид алхамын өнцгийг хоёр дахин багасгаж, чичиргээг багасгахад тусалдаг.
5 фазын моторын хувьд бид ижил төстэй стратегийг ашиглан 4 фазын болон 5 фазын хооронд ээлжлэн солигддог.
Хагас алхамын горим нь найман шаттай цахилгаан дарааллаас бүрдэнэ. Таван фазын моторын хувьд '4-5 фазын асаалттай' аргыг ашигладаг бол мотор нь 20 шатлалт цахилгаан дарааллаар дамждаг.
(Шаардлагатай бол бичил алхамын талаар нэмэлт мэдээллийг нэмж болно.)
Microstepping нь жижиг алхмуудыг илүү нарийн болгоход ашигладаг техник юм. Алхам бага байх тусам нарийвчлал өндөр, моторын чичиргээний шинж чанар сайжирна. Microstepping-д фаз нь бүрэн асаалттай эсвэл бүрэн унтардаггүй; оронд нь хэсэгчлэн эрч хүч авдаг. Синусын долгионыг фазын А ба В фазын аль алинд нь хэрэглэнэ, фазын зөрүү нь 90° (эсвэл таван фазын хувьд 0.9°). алхам мотор ).
А үе шатанд хамгийн их хүчийг хэрэглэх үед В фаз нь тэг болж, роторыг А фазтай тааруулахад хүргэдэг. А фазын гүйдэл багасах тусам В фазын гүйдэл нэмэгдэж, ротор В үе рүү чиглэсэн жижиг алхмуудыг хийх боломжийг олгоно. Энэ процесс нь хоёр фазын хооронд гүйдэл эргэх үед үргэлжилдэг бөгөөд бичил алхамын хөдөлгөөн жигд болно.
Гэсэн хэдий ч бичил алхам нь нарийвчлал, эргэлтийн момент зэрэг зарим бэрхшээлийг дагуулдаг. Фазууд нь зөвхөн хэсэгчлэн хүчдэлтэй байдаг тул мотор ихэвчлэн 30% орчим эргүүлэх хүчийг бууруулдаг. Нэмж дурдахад, алхмуудын хоорондох эргэлтийн моментийн зөрүү хамгийн бага байдаг тул мотор ачааллыг даван туулахад хэцүү байж болох бөгөөд энэ нь хөдөлгүүрийг хөдөлгөж эхлэхээс өмнө хэд хэдэн алхам хийхийг тушаасан нөхцөл байдалд хүргэж болзошгүй юм. Ихэнх тохиолдолд хаалттай хэлхээний системийг бий болгохын тулд кодлогчийг оруулах шаардлагатай байдаг ч энэ нь нийт зардлыг нэмэгдүүлдэг.
Нээлттэй давталтын системүүд
хаалттай хүрд системүүд
Серво системүүд
Stepper мотор нь ихэвчлэн нээлттэй гогцоо систем хэлбэрээр бүтээгдсэн байдаг. Энэ тохиргоонд импульсийн генератор нь фазын дарааллын хэлхээнд импульс илгээдэг. Бүтэн алхам ба хагас алхамын аргууд дээр дурдсанчлан фазын дараалал нь аль фазыг асаах, унтраахыг тодорхойлдог. Дараалал нь моторыг идэвхжүүлэхийн тулд өндөр хүчин чадалтай FET-үүдийг удирддаг.
Гэсэн хэдий ч нээлттэй давталтын системд байрлалыг шалгах ямар ч боломжгүй, өөрөөр хэлбэл мотор тушаалын хөдөлгөөнийг гүйцэтгэсэн эсэхийг баталгаажуулах арга байхгүй.
Битүү гогцооны системийг хэрэгжүүлэх хамгийн түгээмэл аргуудын нэг бол хоёр голтой моторын арын тэнхлэгт кодлогч нэмэх явдал юм. Кодлогч нь дамжуулагч ба хүлээн авагчийн хооронд эргэлддэг шугамаар тэмдэглэгдсэн нимгэн дискнээс бүрдэнэ. Эдгээр хоёр бүрэлдэхүүн хэсгийн хооронд шугам өнгөрөх бүрт дохионы шугамууд дээр импульс үүсгэдэг.
Дараа нь эдгээр гаралтын импульсуудыг хянагч руу буцааж өгдөг бөгөөд энэ нь тэдгээрийн тооллогыг хадгалдаг. Ихэвчлэн хөдөлгөөний төгсгөлд хянагч нь драйвер руу илгээсэн импульсийн тоог кодлогчоос хүлээн авсан импульсийн тоотой харьцуулдаг. Тусгай горимыг гүйцэтгэдэг бөгөөд хэрэв хоёр тоо зөрүүтэй байвал систем нь зөрүүг засахын тулд тохируулдаг. Хэрэв тоонууд таарч байвал энэ нь ямар ч алдаа гараагүй гэсэн үг бөгөөд хөдөлгөөн жигд үргэлжилж болно.
Хаалттай давталтын систем нь зардал (болон нарийн төвөгтэй байдал) болон хариу өгөх хугацаа гэсэн хоёр үндсэн дутагдалтай байдаг. Кодлогчийг оруулах нь системийн нийт зардлыг нэмэгдүүлж, хянагчийг илүү боловсронгуй болгож, нийт зардалд хувь нэмэр оруулдаг. Нэмж хэлэхэд, залруулга зөвхөн хөдөлгөөний төгсгөлд хийгддэг тул энэ нь системд саатал үүсгэж, хариу өгөх хугацааг удаашруулж болзошгүй юм.
Хаалттай давталтын системүүдийн өөр хувилбар бол servo систем юм. Servo системүүд нь ихэвчлэн бага туйлтай мотор ашигладаг бөгөөд энэ нь өндөр хурдны гүйцэтгэлийг хангадаг боловч төрөлхийн байрлал тогтоох чадваргүй байдаг. Сервог байрлалын төхөөрөмж болгон хөрвүүлэхийн тулд хяналтын гогцоотой хамт кодлогч эсвэл шийдэгчийг ихэвчлэн ашигладаг санал хүсэлтийн механизм шаардлагатай.
Серво системд шийдүүлэгч нь заасан байрлалд хүрсэнийг харуулах хүртэл мотор идэвхжиж, идэвхгүй болдог. Жишээлбэл, хэрэв серво 100 эргэлтийг хөдөлгөхийг зааварласан бол энэ нь резолюторын тоо 0-ээс эхэлдэг. Хөдөлгүүр нь шийдэгчийн тоо 100 эргэлт хүрэх хүртэл ажилладаг бөгөөд энэ үед унтардаг. Хэрэв ямар нэгэн байрлал солигдвол хөдөлгүүрийг дахин идэвхжүүлж байрлалыг засна.
Байршлын алдааны сервогийн хариу үйлдэл нь олз тохируулгад нөлөөлдөг. Өндөр өсгөлтийн тохиргоо нь хөдөлгүүрийн алдааны өөрчлөлтөд хурдан хариу үйлдэл үзүүлэх боломжийг олгодог бол бага ашигт тохируулга нь удаан хариу үйлдэл үзүүлэхэд хүргэдэг. Гэсэн хэдий ч ашгийн тохиргоог тохируулах нь хөдөлгөөний хяналтын системд цаг хугацааны хоцрогдол үүсгэж, ерөнхий гүйцэтгэлд нөлөөлдөг.
AlphaStep бол BesFoc-ийн шинэлэг зүйл юм алхам хөдөлгүүрийн шийдэл. Бодит цагийн байршлын санал хүсэлтийг санал болгодог нэгдсэн шийдэгчийг агуулсан Энэхүү загвар нь роторын яг байрлалыг үргэлж мэддэг байх ба системийн нарийвчлал, найдвартай байдлыг нэмэгдүүлдэг.
AlphaStep драйвер нь хөтөч рүү илгээсэн бүх импульсийг хянадаг оролтын тоолууртай. Үүний зэрэгцээ резолюторын санал хүсэлтийг роторын байрлалын тоолуур руу чиглүүлж, роторын байрлалыг тасралтгүй хянах боломжийг олгодог. Аливаа зөрүүг хазайлтын тоолуурт бүртгэнэ.
Ихэвчлэн мотор нь нээлттэй давталтын горимд ажиллаж, моторыг дагаж мөрдөх моментийн векторуудыг үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч хазайлтын тоолуур нь ±1.8 ° -аас их зөрүүг харуулж байвал фазын дараалалч нь эргүүлэх моментийн шилжилтийн муруйн дээд хэсгийн эргүүлэх моментийн векторыг идэвхжүүлдэг. Энэ нь роторыг дахин тохируулах, синхрончлолд оруулах хамгийн их эргэлтийг бий болгодог. Хэрэв мотор хэд хэдэн алхамаар унтарсан бол дараалал тогтоогч нь эргүүлэх моментийн шилжилтийн муруйн дээд төгсгөлд олон моментийн векторуудыг эрч хүчээр хангана. Драйвер нь хэт ачааллын нөхцөлийг 5 секунд хүртэл тэсвэрлэх чадвартай; Хэрэв энэ хугацаанд синхрончлолыг сэргээж чадахгүй бол алдаа гарч, дохиолол өгнө.
AlphaStep системийн гайхалтай онцлог нь орхигдсон алхмуудад бодит цагийн засвар хийх чадвар юм. Аливаа алдааг засахын тулд хөдөлгөөн дуустал хүлээдэг уламжлалт системүүдээс ялгаатай нь AlphaStep драйвер нь ротор 1.8 ° хүрээнээс гадуур унасан даруйд засч залруулах арга хэмжээ авдаг. Ротор энэ хязгаарт буцаж ирсний дараа драйвер нээлттэй давталтын горим руу буцаж, тохирох фазын эрч хүчийг үргэлжлүүлнэ.
Дагалдах график нь эргэлтийн моментийн шилжилтийн муруйг харуулсан бөгөөд системийн ажиллагааны горимуудыг онцлон харуулав - нээлттэй ба хаалттай гогцоо. Эргэлтийн моментийн шилжилтийн муруй нь роторын байрлал 1.8°-аар хазайсан үед хамгийн их эргэлтэнд хүрдэг нэг фазын эргэлтийн моментийг илэрхийлнэ. Зөвхөн ротор 3.6°-аас дээш хэтэрсэн тохиолдолд алхамыг алдаж болно. Драйвер нь хазайлт 1.8°-аас хэтрэх бүрд эргүүлэх моментийн векторыг удирддаг тул мотор 5 секундээс илүү хугацаанд хэт ачаалал өгөхгүй бол алхам алдах магадлал багатай.
Олон хүмүүс AlphaStep моторын алхамын нарийвчлал нь ± 1.8 ° байна гэж андуурдаг. Бодит байдал дээр AlphaStep нь 5 нуман минутын (0.083 °) алхамын нарийвчлалтай. Ротор нь 1.8 ° хүрээнээс гадуур байх үед драйвер нь эргүүлэх моментийн векторуудыг удирддаг. Ротор энэ мужид орсны дараа роторын шүд нь үүсэх моментийн вектортой яг таарч байна. AlphaStep нь зөв шүд нь идэвхтэй эргүүлэх вектортой нийцэж байгааг баталгаажуулдаг.
AlphaStep цуврал нь янз бүрийн хувилбараар ирдэг. BesFoc нь нягтрал болон эргүүлэх хүчийг нэмэгдүүлэх эсвэл туссан инерцийг багасгах зорилгоор олон арааны харьцаатай дугуй гол болон араатай загваруудыг санал болгодог. Ихэнх хувилбарууд нь гэмтэлгүй соронзон тоормосоор тоноглогдсон байж болно. Нэмж дурдахад BesFoc нь ASC цуврал гэж нэрлэгддэг 24 VDC хувилбараар хангадаг.
Дүгнэж хэлэхэд, шаталсан мотор нь байрлал тогтооход маш тохиромжтой. Эдгээр нь импульсийн тоо, давтамжийг өөрчлөх замаар зай, хурдыг нарийн хянах боломжийг олгодог. Тэдгээрийн туйлын өндөр тоо нь нээлттэй хэлхээний горимд ажиллаж байсан ч нарийвчлалыг бий болгодог. Тодорхой хэрэглээнд тохирсон хэмжээтэй бол, a Stepper мотор нь алхмуудыг алдахгүй. Түүнээс гадна, тэдгээр нь байршлын санал хүсэлтийг шаарддаггүй тул шаталсан мотор нь зардал багатай шийдэл юм.
