Fabricante híbrido de motor de passo na China - Besfoc

Introdução do motor de passo

O que é um motor de passo？

UM O motor de passo é um tipo de motor elétrico que se move em etapas precisas e fixas, em vez de girar continuamente como um motor comum. É comumente usado em aplicativos onde é necessário controle preciso de posição, como impressoras 3D, máquinas CNC, robótica e plataformas de câmera.

Os motores de passo são um tipo de motor elétrico que converte a energia elétrica em movimento de rotação com precisão notável. Ao contrário dos motores elétricos regulares, que fornecem rotação contínua, os motores de passo giram em etapas discretas, tornando -os ideais para aplicações que exigem posicionamento preciso.

Todo pulso de eletricidade enviado a um motor de passo a partir do motorista resulta em um movimento preciso - cada pulso corresponde a uma etapa específica. A velocidade na qual o motor gira diretamente se correlaciona com a frequência desses pulsos: quanto mais rápido os pulsos são enviados, mais rápida a rotação.

Uma das principais vantagens de O motor de passo S é seu controle fácil. A maioria dos drivers opera com pulsos de 5 volts, compatíveis com circuitos integrados comuns. Você pode projetar um circuito para gerar esses pulsos ou usar um gerador de pulsos de empresas como o Besfoc.

Apesar de suas imprecisões ocasionais - os motores de passo padrão têm uma precisão de cerca de ± 3 minutos de arco (0,05 °) - esses erros não se acumulam com várias etapas. Por exemplo, se um motor de passo padrão fizer uma etapa, ele girará 1,8 ° ± 0,05 °. Mesmo após um milhão de etapas, o desvio total ainda é de apenas ± 0,05 °, tornando -os confiáveis ​​para movimentos precisos em longas distâncias.

Além disso, os motores de passo são conhecidos por sua resposta rápida e aceleração devido à sua baixa inércia do rotor, permitindo que eles atinjam alta velocidade rapidamente. Isso os torna particularmente adequados para aplicativos que requerem movimentos curtos e rápidos.

Como funciona um motor de passo?

UM O motor de passo funciona dividindo uma rotação completa em várias etapas iguais. Ele usa eletroímãs para criar movimentos em pequenos incrementos controlados.

1. Dentro do motor de passo

Um motor de passo tem duas peças principais:

• STATOR - A parte estacionária com bobinas (eletroímãs).

• Rotor - a parte rotativa, geralmente um ímã ou feito de ferro.

2. Movimento por campos magnéticos

• Quando a corrente elétrica flui através das bobinas do estator, cria campos magnéticos.

• Esses campos atraem o rotor.

• Ao ligar e desligar as bobinas em uma sequência específica, o rotor é puxado passo a passo em um movimento circular.

3. Rotação passo a passo

• Cada vez que uma bobina é energizada, o rotor se move por um pequeno ângulo (chamado de etapa).

• Por exemplo, se um motor tiver 200 etapas por revolução, cada etapa move o rotor 1,8 °.

• O motor pode girar para frente ou para trás, dependendo da ordem dos pulsos enviados para as bobinas.

4 controlado por um motorista

• UM O motorista do motor de passo envia pulsos elétricos para as bobinas do motor.

• Quanto mais pulsos, mais o motor gira.

• Os microcontroladores (como Arduino ou Raspberry Pi) podem controlar esses drivers para mover o motor com precisão.

Sistema de motor de passo

A ilustração abaixo mostra um sistema de motor de passo padrão, que consiste em vários componentes essenciais que funcionam juntos. O desempenho de cada elemento influencia a funcionalidade geral do sistema.

1. Computador ou plc:

No coração do sistema está o computador ou controlador lógico programável (PLC). Esse componente atua como o cérebro, controlando não apenas o motor de passo, mas também a máquina inteira. Ele pode executar várias tarefas, como elevar um elevador ou mover uma correia transportadora. Dependendo da complexidade necessária, esse controlador pode variar de um PC ou PLC sofisticado a um simples botão de operador.

2. Indexador ou placa PLC:

Em seguida, é o índice ou o cartão PLC, que comunica instruções específicas ao motor de passo . Ele gera o número necessário de pulsos para movimento e ajusta a frequência do pulso para controlar a aceleração, velocidade e desaceleração do motor. O indexador pode ser uma unidade independente, como o Besfoc, ou uma placa de gerador de pulso que se conecta a um PLC. Independentemente de sua forma, esse componente é crucial para a operação do motor.

3. Motorista:

O motorista do motor consiste em quatro partes principais:

• Lógica para controle de fase: Esta unidade lógica recebe pulsos do indexador e determina qual fase do motor deve ser ativada. A energização das fases deve seguir uma sequência específica para garantir a operação adequada do motor.

• Fonte de alimentação lógica: Este é um suprimento de baixa tensão que alimenta os circuitos integrados (ICS) dentro do driver, normalmente operando em torno de 5 volts, com base no conjunto ou design de chip.

• Fonte de alimentação motora: Esta fonte fornece a tensão necessária para alimentar o motor, geralmente em torno de 24 VCC, embora possa ser maior, dependendo da aplicação.

• Amplificador de potência: Este componente consiste em transistores que permitem que a corrente flua através das fases do motor. Esses transistores estão ligados e desligados na sequência correta para facilitar o movimento do motor.

4. Carga:

Finalmente, todos esses componentes trabalham juntos para mover a carga, o que pode ser um parafuso de chumbo, um disco ou uma correia transportadora, dependendo do aplicativo específico.

Tipos de motores de passo

Existem três tipos principais de motores de passo:

Relutância variável (VR) Motores de passo

Esses motores apresentam dentes no rotor e no estator, mas não incluem um ímã permanente. Como resultado, eles não possuem torque deteriorado, o que significa que não mantêm sua posição quando não estão energizados.

Motores de passo para ímã permanente (PM)

Os motores de passo do PM têm um ímã permanente no rotor, mas não têm dentes. Enquanto eles normalmente exibem menos precisão nos ângulos de passo, eles fornecem torque detido, permitindo que eles mantenham a posição quando a energia é desligada.

Motores de passo híbridos

Besfoc é especializado exclusivamente em híbrido motor de passo s. Esses motores mesclam as propriedades magnéticas dos ímãs permanentes com o projeto dentado de motores de relutância variável. O rotor é magnetizado axialmente, o que significa que, em uma configuração típica, a metade superior é um pólo norte e a metade inferior é um pólo sul.

O rotor consiste em dois copos dentados, cada um com 50 dentes. Esses copos são compensados ​​em 3,6 °, permitindo o posicionamento preciso. Quando visto de cima, você pode ver que um dente no copo norte se alinha com um dente no copo do pólo sul, criando um sistema de engrenagem eficaz.

Os motores de passo híbridos operam em uma construção em duas fases, com cada fase contendo quatro pólos espaçados a 90 °. Cada pólo em uma fase é enrolado, de modo que os pólos de 180 ° separam a mesma polaridade, enquanto as polaridades são opostas para os 90 ° de distância. Ao reverter a corrente em qualquer fase, a polaridade do pólo do estator correspondente também pode ser revertida, permitindo que o motor converta qualquer pólo do estator em um pólo norte ou sul.

O rotor do motor de passo apresenta 50 dentes, com um passo de 7,2 ° entre cada dente. À medida que o motor opera, o alinhamento dos dentes do rotor com os dentes do estator pode variar-especificamente, ele pode ser compensado por três quartos de pitch de dente, meio passo de dente ou um quarto de pitch de dente. Quando o motor etapa, naturalmente segue o caminho mais curto para se realinhar, o que se traduz em um movimento de 1,8 ° por etapa (já que 1/4 de 7,2 ° é igual a 1,8 °).

Torque e precisão em Os motores de passo são influenciados pelo número de pólos (dentes). Geralmente, uma contagem de polos mais alta leva a um torque e precisão aprimorados. O Besfoc oferece os motores de passo 'de alta resolução', que têm metade do passo dentário de seus modelos padrão. Esses rotores de alta resolução têm 100 dentes, resultando em um ângulo de 3,6 ° entre cada dente. Com essa configuração, um movimento de 1/4 de tom de dente corresponde a uma etapa menor de 0,9 °.

Como resultado, os modelos 'alta resolução ' fornecem o dobro da resolução de motores padrão, alcançando 400 etapas por revolução em comparação com 200 etapas por revolução nos modelos padrão. Os ângulos de passo menores também levam a vibrações mais baixas, uma vez que cada etapa é menos pronunciada e mais gradual.

Estrutura

O diagrama abaixo ilustra uma seção transversal de um motor de passo em 5 fases. Este motor consiste principalmente em duas partes principais: o estator e o rotor. O rotor em si é composto de três componentes: xícara de rotor 1, copo de rotor 2 e um ímã permanente. O rotor é magnetizado na direção axial; Por exemplo, se o copo de rotor 1 for designado como o Pólo Norte, o Rotor Cup 2 será o Pólo Sul.

O estator possui 10 pólos magnéticos, cada um equipado com dentes pequenos e enrolamentos correspondentes. Esses enrolamentos são projetados para que cada um seja conectado ao enrolamento de seu pólo oposto. Quando a corrente flui através de um par de enrolamentos, os pólos que eles conectam magnetizam na mesma direção - norte ou sul.

Cada par oposto de pólos forma uma fase do motor. Dado que existem 10 pólos magnéticos no total, isso resulta em cinco fases distintas dentro desta fase motor de passo.

É importante ressaltar que cada copo de rotor tem 50 dentes ao longo de seu perímetro externo. Os dentes no copo de rotor 1 e xícara de rotor 2 são mecanicamente compensados ​​um do outro por meio de um passo dentário, permitindo alinhamento e movimento precisos durante a operação.

Speed-Torque

Entender como ler uma curva de torque de velocidade é crucial, pois fornece informações sobre o que um motor é capaz de alcançar. Essas curvas representam as características de desempenho de um motor específico quando emparelhadas com um driver específico. Depois que o motor está operacional, sua saída de torque é influenciada pelo tipo de acionamento e pela tensão aplicada. Como resultado, o mesmo motor pode exibir curvas de torque de velocidade significativamente diferentes, dependendo do driver usado.

O BESFOC fornece essas curvas de torque de velocidade como referência. Se você utilizar um motor com um driver com tensão semelhante e classificações de corrente, poderá esperar um desempenho comparável. Para uma experiência interativa, consulte a curva torque de velocidade fornecida abaixo:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Para operar dentro da região entre o torque de tração e puxar, o motor deve iniciar inicialmente na região de início/parada. À medida que o motor começa a funcionar, a taxa de pulso aumenta gradualmente até que a velocidade desejada seja alcançada. Para parar o motor, a velocidade é então diminuída até cair abaixo da curva de torque de tração.

O torque é diretamente proporcional à corrente e o número de giro de fio no motor. Para aumentar o torque em 20%, a corrente também deve ser aumentada em aproximadamente 20%. Por outro lado, para diminuir o torque em 50%, a corrente deve ser reduzida em 50%.

No entanto, devido à saturação magnética, não há benefício em aumentar a corrente além do dobro da corrente nominal, pois além desse ponto, aumentos adicionais não aumentarão o torque. Operando cerca de dez vezes a corrente nominal representa o risco de desmagnetizar o rotor.

Todos os nossos motores estão equipados com isolamento de classe B, que podem suportar temperaturas de até 130 ° C antes que o isolamento comece a se degradar. Para garantir a longevidade, recomendamos manter um diferencial de temperatura de 30 ° C de dentro para fora, o que significa que a temperatura da caixa externa não deve exceder 100 ° C.

A indutância desempenha um papel significativo no desempenho de torque em alta velocidade. Isso explica por que os motores não exibem níveis infinitamente altos de torque. Cada enrolamento do motor possui valores distintos de indutância e resistência. A indutância medida em Henrys, dividida pela resistência em Ohms, resulta em uma constante de tempo (em segundos). Esse tempo constante indica quanto tempo leva para a bobina atingir 63% de sua corrente nominal. Por exemplo, se o motor for classificado por 1 amp, após um tempo constante, a bobina atingirá aproximadamente 0,63 amperes. Normalmente, são necessários cerca de quatro a cinco constantes de tempo para que a bobina atinja a corrente completa (1 amp). Como o torque é proporcional à corrente, se a corrente atingir apenas 63%, o motor produzirá cerca de 63% de seu torque máximo após um tempo constante.

Em baixas velocidades, esse atraso no acúmulo de corrente não é um problema, pois a corrente pode entrar e sair efetivamente das bobinas rapidamente, permitindo que o motor entregue seu torque nominal. No entanto, em alta velocidade, a corrente não pode aumentar rapidamente o suficiente antes dos próximos interruptores de fase, resultando em torque reduzido.

Impacto de tensão do motorista

A tensão do motorista afeta significativamente o desempenho de alta velocidade de um motor de passo . Uma proporção mais alta da tensão do acionamento para a tensão do motor leva a recursos aprimorados de alta velocidade. Isso ocorre porque as tensões elevadas permitem que a corrente flua nos enrolamentos mais rapidamente do que o limite de 63% discutido anteriormente.

Vibração

Quando um motor de passo transita de uma etapa para a próxima, o rotor não para instantaneamente na posição de destino. Em vez disso, passa pela posição final, depois é atraído para trás, superando na direção oposta e continua a oscilar para frente e para trás até que acabe com uma parada. Esse fenômeno, referido como 'toque, ' ocorre a cada etapa que o motor toma (consulte o diagrama interativo abaixo). Assim como um cordão de bungee, o momento do rotor o leva além do seu ponto de parada, fazendo com que ele 'salte ' antes de se estabelecer em repouso. Em muitos casos, no entanto, o motor é instruído a passar para a próxima etapa antes de parar completamente.

Os gráficos abaixo ilustram o comportamento do toque de um motor de passo sob várias condições de carregamento. Quando o motor é descarregado, ele exibe um toque significativo, o que se traduz em aumento da vibração. Essa vibração excessiva pode levar à parada do motor quando é descarregada ou levemente carregada, pois pode perder a sincronização. Portanto, é essencial sempre testar um Motor de passo com uma carga apropriada.

Os outros dois gráficos representam o desempenho do motor quando carregados. Carregar adequadamente o motor ajuda a estabilizar sua operação e reduzir a vibração. Idealmente, a carga deve exigir entre 30% e 70% da saída máxima de torque do motor. Além disso, a proporção de inércia da carga para o rotor deve cair entre 1: 1 e 10: 1. Para movimentos mais curtos e rápidos, é preferível que essa proporção esteja mais próxima de 1: 1 a 3: 1.

Assistência do Besfoc

Os especialistas e engenheiros de aplicativos da Besfoc estão disponíveis para ajudar no tamanho adequado do motor.

Ressonância e vibração

UM O motor de passo sofrerá significativamente as vibrações quando a frequência do pulso de entrada coincide com sua frequência natural, um fenômeno conhecido como ressonância. Isso geralmente ocorre em torno de 200 Hz. Na ressonância, a superação e a subida do rotor são bastante amplificadas, aumentando a probabilidade de perder as etapas. Embora a frequência ressonante específica possa variar com a inércia de carga, ela geralmente paira em torno de 200 Hz.

Perda de etapa em motores em 2 fases

Os motores de passo em 2 fases só podem perder as etapas em grupos de quatro. Se você perceber que a perda de etapas ocorre em múltiplos de quatro, indica que as vibrações estão fazendo com que o motor perca a sincronização ou que a carga pode ser excessiva. Por outro lado, se as etapas perdidas não estiverem em múltiplos de quatro, há uma forte indicação de que a contagem de pulsos está incorreta ou o ruído elétrico está influenciando o desempenho.

Mitigando a ressonância

Várias estratégias podem ajudar a mitigar os efeitos da ressonância. A abordagem mais simples é evitar operar completamente a velocidade ressonante. Como 200 Hz corresponde a aproximadamente 60 rpm para um motor de duas fases, não é uma velocidade extremamente alta. Maioria O motor de passo s tem uma velocidade máxima de partida de cerca de 1000 pulsos por segundo (PPS). Portanto, em muitos casos, você pode iniciar a operação do motor a uma velocidade superior à frequência ressonante.

Se você precisar iniciar o motor a uma velocidade abaixo da frequência ressonante, é importante acelerar rapidamente através do intervalo ressonante para minimizar os efeitos da vibração.

Reduzindo o ângulo do passo

Outra solução eficaz é usar um ângulo de etapa menor. Ângulos de passo maiores tendem a resultar em maior superação e subida. Se o motor tiver uma curta distância para viajar, ele não gerará força suficiente (torque) para ultrapassar significativamente. Ao reduzir o ângulo do passo, o motor experimenta menos vibração. Essa é uma das razões pelas quais as técnicas de meio passo e microstepping são tão eficazes na redução de vibrações.

Certifique -se de selecionar o motor com base nos requisitos de carga. O dimensionamento adequado do motor pode levar a um melhor desempenho geral.

Usando amortecedores

Os amortecedores são outra opção a considerar. Esses dispositivos podem ser montados no eixo traseiro do motor para absorver parte da energia vibracional, ajudando a suavizar a operação de um motor vibratório de maneira econômica.

Motores de passo em 5 fases

Um avanço relativamente novo em A tecnologia do motor de passo  é o motor de passo em cinco fases. A diferença mais notável entre motores de 2 e 5 fases (consulte o diagrama interativo abaixo) é o número de pólos de estator: os motores de 2 fases têm 8 pólos (4 por fase), enquanto os motores de 5 fases apresentam 10 pólos (2 por fase). O design do rotor é semelhante ao de um motor bidirecional.

Em um motor de duas fases, cada fase move o rotor em 1/4 de inclinação do dente, enquanto em um motor de 5 fases, o rotor se move 1/10 de um tom de dente devido ao seu design. Com um passo dentário de 7,2 °, o ângulo da etapa para o motor de 5 fases se torna 0,72 °. Essa construção permite que o motor de cinco fases atinja 500 etapas por revolução, em comparação com as 200 etapas do motor em duas fases por revolução, fornecendo uma resolução 2,5 vezes maior que a do motor em duas fases.

Uma resolução mais alta leva a um ângulo de etapa menor, o que reduz significativamente a vibração. Como o ângulo da etapa do motor de cinco fases é 2,5 vezes menor que o do motor em duas fases, ele experimenta um toque e vibrações muito mais baixos. Nos dois tipos de motor, o rotor deve ultrapassar ou subir mais de 3,6 ° para perder as etapas. Com o ângulo de etapa do motor de 5 fases de apenas 0,72 °, torna-se quase impossível para o motor superar ou sub-tocar por essa margem, resultando em uma probabilidade muito baixa de perder a sincronização.

Métodos de acionamento

Existem quatro métodos de acionamento primário para Motor de passo S:

1. Acionamento de onda (etapa completa)

2. 2 fases em (etapa completa)

3. 1-2 fases em (meia etapa)

4. Microstep

Acionamento de onda

No diagrama abaixo, o método de acionamento de ondas é simplificado para ilustrar seus princípios. Cada turno de 90 ° representado na ilustração representa 1,8 ° de rotação do rotor em um motor real.

No método de acionamento de ondas, também conhecido como método 1-fase, apenas uma fase é energizada por vez. Quando a fase A é ativada, cria um pólo sul que atrai o pólo norte do rotor. Em seguida, a fase A é desligada e a fase B é ligada, fazendo com que o rotor gire 90 ° (1,8 °), e esse processo continua com cada fase sendo energizada individualmente.

A unidade de onda opera com uma sequência elétrica de quatro etapas para girar o motor.

 

2 fases em

Nas fases '2 no método de acionamento ', ambas as fases do motor são continuamente energizadas.

Como ilustrado abaixo, cada turno de 90 ° corresponde a uma rotação de 1,8 ° do rotor. Quando as fases A e B são energizadas como pólos sul, o pólo norte do rotor é atraído igualmente para os dois pólos, fazendo com que ele se alinhe diretamente no meio. À medida que a sequência avança e as fases são ativadas, o rotor gira para manter o alinhamento entre os dois pólos energizados.

O método '2 no método ' opera usando uma sequência elétrica de quatro etapas para girar o motor.

Os motores padrão de 2 fases e 2 fases do BESFOC utilizam essas fases '2 no método de unidade '.

A principal vantagem das fases '2 no método ' sobre a fase '1 no método ' é o torque. Na fase '1 no método ', apenas uma fase é ativada por vez, resultando em uma única unidade de torque atuando no rotor. Por outro lado, as fases '2 no método ' energizam ambas as fases simultaneamente, produzindo duas unidades de torque. Um vetor de torque atua na posição das 12 horas e o outro na posição das três horas. Quando esses dois vetores de torque são combinados, eles criam um vetor resultante em um ângulo de 45 ° com uma magnitude 41,4% maior que a de um único vetor. Isso significa que o uso das fases '2 no método ' nos permite alcançar o mesmo ângulo de etapa que a fase '1 no método ' enquanto fornece 41% mais torque.

Os motores de cinco fases, no entanto, operam de maneira um pouco diferente. Em vez de empregar as fases '2 no método ', elas utilizam o método '4 no método '. Nesta abordagem, quatro das fases são ativadas simultaneamente cada vez que o motor dá um passo.

Como resultado, o motor de cinco fases segue uma sequência elétrica de 10 etapas durante a operação.

1-2 fases em (meia etapa)

As fases '1-2 no método ', também conhecidas como escalonamento, combinam os princípios dos dois métodos anteriores. Nesta abordagem, primeiro energizamos a fase A, fazendo com que o rotor alinhe. Ao manter a fase A energizada, ativamos a fase B. Nesse ponto, o rotor é igualmente atraído por pólos e alinhamentos no meio, resultando em uma rotação de 45 ° (ou 0,9 °). Em seguida, desligamos a fase A enquanto continuamos a energizar a fase B, permitindo que o motor dê mais um passo. Esse processo continua, alternando entre energizar uma fase e duas fases. Ao fazer isso, reduzimos efetivamente o ângulo da etapa, o que ajuda a reduzir as vibrações.

Para um motor de cinco fases, empregamos uma estratégia semelhante alternando entre 4 fases em e 5 fases.

O modo de meia etapa consiste em uma sequência elétrica de oito etapas. No caso de um motor de cinco fases usando as fases 4-5 no método ', o motor passa por uma sequência elétrica de 20 etapas.

Microstep

(Mais informações podem ser adicionadas sobre o Microstepping, se necessário.)

Microstepping

Microstepping é uma técnica usada para tornar as etapas menores ainda mais finas. Quanto menores as etapas, maior a resolução e melhor as características de vibração do motor. Na microstepping, uma fase não está totalmente ligada nem totalmente desligada; Em vez disso, é parcialmente energizado. As ondas senoidais são aplicadas à fase A e à fase B, com uma diferença de fase de 90 ° (ou 0,9 ° em uma fase cinco fases motor de passo ).

Quando a potência máxima é aplicada à Fase A, a fase B está em zero, fazendo com que o rotor alinhe com a Fase A. Como a corrente para a fase A diminui, a corrente para a fase B aumenta, permitindo que o rotor tome pequenas etapas em direção à fase B. Esse processo continua à medida que os ciclos de corrente entre as duas fases, resultando em um movimento suave.

No entanto, a microstepping apresenta alguns desafios, principalmente em relação à precisão e torque. Como as fases são apenas parcialmente energizadas, o motor geralmente experimenta uma redução de torque de cerca de 30%. Além disso, como o diferencial de torque entre as etapas é mínimo, o motor pode lutar para superar uma carga, o que pode resultar em situações em que o motor é ordenado a mover várias etapas antes de realmente começar a se mover. Em muitos casos, a incorporação de codificadores é necessária para criar um sistema de circuito fechado, embora isso aumente o custo geral.

Sistemas de motor de passo

Sistemas de loop aberto
Sistemas de servo de loop fechados
Sistemas servo

Loop aberto

Os motores de passo são normalmente projetados como sistemas de malha aberta. Nesta configuração, um gerador de pulso envia pulsos para o circuito de sequenciamento de fases. O seqüenciador de fases determina quais fases devem ser ativadas ou desativadas, conforme descrito anteriormente nos métodos de etapa completa e meia etapa. O sequenciador controla os FETs de alta potência para ativar o motor.

No entanto, em um sistema de loop aberto, não há verificação da posição, o que significa que não há como confirmar se o motor executou o movimento comandado.

Loop fechado

Um dos métodos mais comuns para a implementação de um sistema de circuito fechado é adicionando um codificador ao eixo traseiro de um motor com eixo duplo. O codificador consiste em um disco fino marcado com linhas que giram entre um transmissor e um receptor. Cada vez que uma linha passa entre esses dois componentes, gera um pulso nas linhas de sinal.

Esses pulsos de saída são então alimentados de volta ao controlador, o que mantém uma contagem deles. Normalmente, no final de um movimento, o controlador compara o número de pulsos enviados ao motorista com o número de pulsos recebidos do codificador. Uma rotina específica é executada pela qual, se as duas contagens diferirem, o sistema se ajusta para corrigir a discrepância. Se as contagens correspondem, indica que nenhum erro ocorreu e o movimento pode continuar sem problemas.

Desvantagens de sistemas de loop fechado

O sistema de circuito fechado vem com duas desvantagens principais: custo (e complexidade) e tempo de resposta. A inclusão de um codificador aumenta a despesa geral do sistema, juntamente com o aumento da sofisticação do controlador, o que contribui para o custo total. Além disso, como as correções são feitas apenas no final de um movimento, isso pode introduzir atrasos no sistema, potencialmente diminuindo os tempos de resposta.

Sistema servo

Uma alternativa aos sistemas de passo em circuito fechado é um sistema servo. Os sistemas servo geralmente usam motores com uma contagem de pólo baixa, permitindo o desempenho de alta velocidade, mas sem capacidade de posicionamento inerente. Para converter um servo em um dispositivo posicional, são necessários mecanismos de feedback, geralmente usando um codificador ou resolvedor junto com loops de controle.

Em um sistema servo, o motor é ativado e desativado até que o resolvedor indique que uma posição especificada foi atingida. Por exemplo, se o servo for instruído a mover 100 revoluções, ele começará com a contagem de resolvedor em zero. O motor funciona até que a contagem do resolvedor atinja 100 revoluções, momento em que desligar. Se houver algum deslocamento posicional, o motor será reativado para corrigir a posição.

A resposta do servo a erros posicionais é influenciada por uma configuração de ganho. Uma configuração de alto ganho permite que o motor reaja rapidamente às mudanças de erro, enquanto uma configuração de baixo ganho resulta em uma resposta mais lenta. No entanto, o ajuste das configurações de ganho pode introduzir atrasos no sistema de controle de movimento, afetando o desempenho geral.

Sistemas de motor de passo fechado de alfastia fechada

AlphastEp é inovador do Besfoc Solução do motor de passo  , apresentando um resolvedor integrado que oferece feedback de posição em tempo real. Esse design garante que a posição exata do rotor seja conhecida o tempo todo, aumentando a precisão e a confiabilidade do sistema.

Sistemas de motor de passo fechado de alfastia fechada

O driver AlpheStep apresenta um contador de entrada que rastreia todos os pulsos enviados para a unidade. Simultaneamente, o feedback do resolvedor é direcionado para um contador de posição do rotor, permitindo o monitoramento contínuo da posição do rotor. Quaisquer discrepâncias são registradas em um contador de desvio.

Normalmente, o motor opera no modo de malha aberta, gerando vetores de torque para o motor seguir. No entanto, se o contador de desvio indicar uma discrepância maior que ± 1,8 °, o sequenciador de fase ativa o vetor de torque na seção superior da curva de deslocamento de torque. Isso gera torque máximo para realinhar o rotor e trazê -lo de volta ao sincronismo. Se o motor estiver desligado em várias etapas, o sequenciador energiza vários vetores de torque na extremidade alta da curva de deslocamento de torque. O motorista pode lidar com condições de sobrecarga por até 5 segundos; Se não for restaurar o sincronismo nesse período, uma falha é acionada e um alarme será emitido.

Uma característica notável do sistema AlpheStep é sua capacidade de fazer correções em tempo real para quaisquer etapas perdidas. Ao contrário dos sistemas tradicionais que esperam até o final de um movimento para corrigir quaisquer erros, o driver do ALPHASTEP toma uma ação corretiva assim que o rotor cair fora da faixa de 1,8 °. Quando o rotor está de volta dentro desse limite, o driver reverte para abrir o modo Loop e retoma as energizações de fase apropriadas.

O gráfico que o acompanha ilustra a curva de deslocamento de torque, destacando os modos operacionais do sistema - o loop aberto e o loop fechado. A curva de deslocamento de torque representa o torque gerado por uma única fase, alcançando o torque máximo quando a posição do rotor se desvia em 1,8 °. Uma etapa só pode ser perdida se o rotor ultrapassar em mais de 3,6 °. Como o motorista assume o controle do vetor de torque sempre que o desvio exceder 1,8 °, é improvável que o motor perca as etapas, a menos que sofra uma sobrecarga com duração de mais de 5 segundos.

Precisão da etapa de alfastia

Muitas pessoas acreditam erroneamente que a precisão da etapa do motor alfastion é ± 1,8 °. Na realidade, o alfastão tem uma precisão de etapa de 5 minutos de arco (0,083 °). O motorista gerencia os vetores de torque quando o rotor está fora da faixa de 1,8 °. Uma vez que o rotor se enquadra nessa faixa, os dentes do rotor se alinham precisamente com o vetor de torque sendo gerado. O alfastão garante que o dente correto alinhe com o vetor de torque ativo.

A série AlpheStep vem em várias versões. O Besfoc oferece modelos redondos e engrenados com várias relações de transmissão para melhorar a resolução e o torque ou para minimizar a inércia refletida. A maioria das versões pode ser equipada com um freio magnético à prova de falhas. Além disso, o Besfoc fornece uma versão de 24 VCC chamada ASC Series.

Conclusão

Em conclusão, os motores de passo são altamente adequados para aplicações de posicionamento. Eles permitem o controle preciso da distância e da velocidade simplesmente variando a contagem e a frequência do pulso. Sua alta contagem de polos permite a precisão, mesmo quando operando no modo de circuito aberto. Quando dimensionado adequadamente para um aplicativo específico, um O motor de passo não perderá as etapas. Além disso, como eles não exigem feedback posicional, os motores de passo são uma solução econômica.