Prodhuesi i motorit hibrid Stepper në Kinë - BESFOC

Prezantimi i motorit stepper

Çfarë është një motor hapi

Një Stepper Motor është një lloj motori elektrik që lëviz në hapa të saktë, të fiksuar në vend se të rrotullohet vazhdimisht si një motor i rregullt. Zakonisht përdoret në aplikacionet ku kërkohet kontroll i saktë i pozicionit, siç janë printerët 3D, makinat CNC, robotika dhe platformat e kamerave.

Motorët Stepper janë një lloj motori elektrik që e shndërron energjinë elektrike në lëvizje rrotulluese me saktësi të jashtëzakonshme. Për dallim nga motorët elektrikë të rregullt, të cilët ofrojnë rotacion të vazhdueshëm, motorët Stepper kthehen në hapa diskrete, duke i bërë ato ideale për aplikime që kërkojnë pozicionim të saktë.

Pulsdo puls i energjisë elektrike e dërguar në një motor hapi nga shoferi i tij rezulton në një lëvizje të saktë - çdo puls korrespondon me një hap specifik. Shpejtësia me të cilën motori rrotullohet lidhet drejtpërdrejt me frekuencën e këtyre pulseve: Sa më shpejt të dërgohen pulset, aq më shpejt janë rrotullimi.

Një nga avantazhet kryesore të Stepper Motor S është kontrolli i tyre i lehtë. Shumica e shoferëve veprojnë me pulsione 5 volt, të pajtueshëm me qarqet e zakonshme të integruara. Ju ose mund të hartoni një qark për të gjeneruar këto pulses ose të përdorni një gjenerator pulsi nga kompani si BESFOC.

Megjithë pasaktësitë e tyre të rastit - Motors Standard Stepper kanë një saktësi prej rreth minutash harku rreth 3 hark (0.05 °) - këto gabime nuk grumbullohen me hapa të shumtë. Për shembull, nëse një motor standard i hapit bën një hap, ai do të rrotullohet 1.8 ° ± 0,05 °. Edhe pas një milion hapash, devijimi i përgjithshëm është akoma vetëm 0,05 ° ±, duke i bërë ato të besueshme për lëvizje të sakta në distanca të gjata.

Për më tepër, Stepper Motors janë të njohur për përgjigjen e shpejtë dhe përshpejtimin e tyre për shkak të inercisë së tyre të ulët të rotorit, duke i lejuar ata të arrijnë shpejtësi të shpejtë shpejt. Kjo i bën ata veçanërisht të përshtatshëm për aplikime që kërkojnë lëvizje të shkurtra, të shpejta.

Si funksionon një motor stepper?

Një Stepper Motor funksionon duke ndarë një rotacion të plotë në një numër hapash të barabartë. Ai përdor elektromagnete për të krijuar lëvizje në ngritje të vogla, të kontrolluara.

1. Brenda motorit stepper

Një motor stepper ka dy pjesë kryesore:

• STATOR - Pjesa e palëvizshme me mbështjellje (elektromagnete).

• Rotor - pjesa rrotulluese, shpesh një magnet ose i bërë prej hekuri.

2. Lëvizja nga fushat magnetike

• Kur rryma elektrike rrjedh nëpër mbështjelljet e statorit, ajo krijon fusha magnetike.

• Këto fusha tërheqin rotorin.

• Duke ndezur dhe fikur mbështjelljet në një sekuencë specifike, rotori tërhiqet hap pas hapi në një lëvizje rrethore.

3. Rrotullimi hap pas hapi

• Sa herë që një spirale është me energji, rotori lëviz me një kënd të vogël (i quajtur një hap).

• Për shembull, nëse një motor ka 200 hapa për revolucion, secili hap lëviz rotorin 1.8 °.

• Motori mund të rrotullohet përpara ose prapa në varësi të rendit të pulseve të dërguara në mbështjellje.

4. Kontrolluar nga një shofer

• Një Shoferi Stepper Motor dërgon pulsione elektrike në mbështjelljet e motorit.

• Sa më shumë puls, aq më shumë kthehet motori.

• Mikrokontrolluesit (si Arduino ose Raspberry Pi) mund t'i kontrollojnë këta shoferë për të lëvizur motorin saktësisht.

Sistem motorik stepper

Ilustrimi më poshtë përshkruan një sistem standard motorik stepper, i cili përbëhet nga disa përbërës thelbësorë që punojnë së bashku. Performanca e secilit element ndikon në funksionalitetin e përgjithshëm të sistemit.

1. Kompjuter ose plc:

Në zemër të sistemit është kompjuteri ose kontrolluesi logjik i programueshëm (PLC). Ky komponent vepron si truri, duke kontrolluar jo vetëm motorin stepper, por edhe të gjithë makinën. Mund të kryejë detyra të ndryshme, të tilla si ngritja e një ashensori ose lëvizja e një rripi transportues. Në varësi të kompleksitetit të nevojshëm, ky kontrollues mund të shkojë nga një PC ose PLC i sofistikuar në një buton të thjeshtë të shtypjes së operatorit.

2. karta indeksuese ose plc:

Tjetra është karta indeksuesi ose plc, e cila komunikon udhëzime specifike për Motor Stepper . Ajo gjeneron numrin e kërkuar të pulseve për lëvizje dhe rregullon frekuencën e pulsit për të kontrolluar nxitimin, shpejtësinë dhe ngadalësimin e motorit. Indeksuesi mund të jetë ose një njësi e pavarur, si BESFOC, ose një kartë gjeneratori pulsi që futet në një PLC. Pavarësisht nga forma e tij, ky komponent është thelbësor për funksionimin e motorit.

3. Shoferi i motorit:

Shoferi i motorit përbëhet nga katër pjesë kryesore:

• Logjika për kontrollin e fazës: Kjo njësi logjike merr pulsione nga indeksuesi dhe përcakton se cila fazë e motorit duhet të aktivizohet. Energjizimi i fazave duhet të ndjekë një sekuencë specifike për të siguruar funksionimin e duhur motorik.

• Furnizimi me energji logjike: Ky është një furnizim me tension të ulët që fuqizon qarqet e integruara (IC) brenda shoferit, zakonisht funksionon rreth 5 volt, bazuar në grupin e çipit ose modelin.

• Furnizimi me energji motorike: Kjo furnizim siguron tensionin e nevojshëm për të energjizuar motorin, zakonisht rreth 24 VDC, megjithëse mund të jetë më i lartë në varësi të aplikimit.

• Amplifikuesi i energjisë: Ky komponent përbëhet nga transistorë që mundësojnë që rryma të rrjedhë nëpër fazat e motorit. Këto transistorë janë ndezur dhe fikur në sekuencën e duhur për të lehtësuar lëvizjen e motorit.

4. Ngarkesa:

Më në fund, të gjithë këta përbërës punojnë së bashku për të lëvizur ngarkesën, e cila mund të jetë një vidhos plumbi, një disk ose një rrip transportues, në varësi të aplikimit specifik.

Llojet e motorëve stepper

Ekzistojnë tre lloje kryesore të motorëve Stepper:

Motorët Stepper të ngurrimit të ndryshueshëm (VR)

Këto motorë shfaqin dhëmbë në rotor dhe stator, por nuk përfshijnë një magnet të përhershëm. Si rezultat, atyre u mungon çift rrotullues i ndalimit, do të thotë se ata nuk e mbajnë pozicionin e tyre kur nuk janë me energji.

Magnet i përhershëm (PM) Stepper Motors

PM Stepper Motors kanë një magnet të përhershëm në rotor, por nuk kanë dhëmbë. Ndërsa ata zakonisht shfaqin më pak saktësi në kënde hapash, ato sigurojnë çift rrotullues të ndalimit, duke i lejuar ata të mbajnë pozicionin kur fuqia është e fikur.

Motorët Hybrid Stepper

BESFOC specializohet ekskluzivisht në hibrid Motor Stepper s. Këto motorë bashkojnë vetitë magnetike të magnetëve të përhershëm me modelin e dhëmbëve të motorëve të ngurrimit të ndryshueshëm. Rotori është magnetizuar në mënyrë boshtore, që do të thotë se në një konfigurim tipik, gjysma e sipërme është një pol verior dhe gjysma e poshtme është një pol i jugut.

Rotori përbëhet nga dy gota të dhëmbëzuara, secila ka 50 dhëmbë. Këto gota kompensohen me 3.6 °, duke lejuar pozicionimin e saktë. Kur shikohet nga lart, mund të shihni që një dhëmb në filxhanin e Polit të Veriut përputhet me një dhëmb në filxhanin e polit të jugut, duke krijuar një sistem ingranazhi efektiv.

Motorët Hybrid Stepper funksionojnë në një ndërtim dyfazor, me secilën fazë që përmban katër pole të vendosura 90 ° larg. Eachdo pol në një fazë është plagë e tillë që polet 180 ° larg kanë të njëjtën polaritet, ndërsa polaritetet janë të kundërta për ata 90 ° larg. Duke ndryshuar rrymën në çdo fazë, polariteti i polit përkatës të statorit gjithashtu mund të kthehet, duke i mundësuar motorit të shndërrojë çdo pol stator në një pol verior ose jug.

Rotori i motorit stepper përmban 50 dhëmbë, me një katran prej 7.2 ° midis çdo dhëmbi. Ndërsa motori funksionon, shtrirja e dhëmbëve të rotorit me dhëmbët e statorit mund të ndryshojë-konkretisht, mund të kompensohet me tre të katërtën e një katrori dhëmbësh, gjysmë katran dhëmbi ose një çerek katran dhëmbi. Kur motori hap, ai natyrisht merr rrugën më të shkurtër për të rindërtuar vetë, që përkthehet në një lëvizje prej 1.8 ° për hap (pasi 1/4 prej 7.2 ° është e barabartë me 1.8 °).

Çift rrotullues dhe saktësi në Stepper Motor S ndikohet nga numri i poleve (dhëmbëve). Në përgjithësi, një numër më i lartë i poleve çon në çift rrotullues dhe saktësi të përmirësuar. BESFOC ofron Motorët Stepper 'Rezolucion të Lartë', të cilët kanë gjysmën e dhëmbëve të modeleve të tyre standarde. Këto rotorë me rezolucion të lartë kanë 100 dhëmbë, duke rezultuar në një kënd prej 3.6 ° midis secilit dhëmb. Me këtë konfigurim, një lëvizje prej 1/4 e një katran dhëmbi korrespondon me një hap më të vogël prej 0.9 °.

Si rezultat, modelet 'me rezolucion të lartë' sigurojnë dyfishin e rezolucionit të motorëve standardë, duke arritur 400 hapa për revolucion në krahasim me 200 hapa për revolucion në modelet standarde. Këndet më të vogla të hapit gjithashtu çojnë në dridhje më të ulëta, pasi secili hap është më pak i theksuar dhe më gradual.

Strukturë

Diagrami më poshtë ilustron një seksion kryq të një motori hapi 5-fazor. Ky motor kryesisht përbëhet nga dy pjesë kryesore: statori dhe rotori. Rotori në vetvete është i përbërë nga tre përbërës: Rotor Cup 1, Rotor Cup 2 dhe një magnet i përhershëm. Rotori magnetizohet në drejtimin boshtor; Për shembull, nëse Rotor Cup 1 është caktuar si Poli i Veriut, Rotor Cup 2 do të jetë Poli i Jugut.

Stati përmban 10 shufra magnetikë, secila e pajisur me dhëmbë të vegjël dhe dredha -dredha përkatëse. Këto dredha -dredha janë të dizajnuara në mënyrë që secila të jetë e lidhur me dredha -dredha e polit të tij të kundërt. Kur rryma rrjedh nëpër një palë dredha -dredha, polet ata lidhin magnetizojnë në të njëjtin drejtim - ose në veri ose në jug.

Waydo palë polake kundërshtare formon një fazë të motorit. Duke pasur parasysh që ekzistojnë 10 pole magnetike në total, kjo rezulton në pesë faza të dallueshme brenda kësaj 5-faza motor stepper.

Më e rëndësishmja, çdo filxhan rotori ka 50 dhëmbë përgjatë perimetrit të tyre të jashtëm. Dhëmbët në filxhanin e rotorit 1 dhe filxhanin e rotorit 2 kompensohen mekanikisht nga njëri -tjetri nga gjysma e një katrori dhëmbi, duke lejuar shtrirjen dhe lëvizjen e saktë gjatë operacionit.

Çift rrotullues

Të kuptuarit se si të lexoni një kurbë të çift rrotullimit të shpejtësisë është thelbësore, pasi siguron njohuri se çfarë është një motor i aftë të arrijë. Këto kthesa paraqesin karakteristikat e performancës së një motori specifik kur çiftëzohen me një shofer të veçantë. Pasi motori të jetë funksional, prodhimi i tij i çift rrotullues ndikohet nga lloji i makinës dhe tensioni i aplikuar. Si rezultat, i njëjti motor mund të shfaqë kthesa dukshëm të ndryshme të çift rrotullimit në varësi të shoferit të përdorur.

BESFOC siguron këto kthesa të çift rrotullimit të shpejtësisë si referencë. Nëse përdorni një motor me një drejtues që ka tension të ngjashëm dhe vlerësime aktuale, mund të prisni performancë të krahasueshme. Për një përvojë interaktive, ju lutemi referojuni kurbës së torqit të shpejtësisë të dhënë më poshtë:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Për të operuar brenda rajonit midis çift rrotullues tërheqës dhe tërheqjes, motori fillimisht duhet të fillojë në rajonin e fillimit/ndalimit. Ndërsa motori fillon të funksionojë, shkalla e pulsit gradualisht rritet derisa të arrihet shpejtësia e dëshiruar. Për të ndaluar motorin, shpejtësia më pas është ulur derisa të bjerë poshtë kurbës së çift rrotullimit të tërheqjes.

Torque është drejtpërdrejt proporcionale me rrymën dhe numri i telave kthehet në motor. Për të rritur çift rrotullues me 20%, rryma gjithashtu duhet të rritet me afërsisht 20%. Në të kundërt, për të ulur çift rrotullues me 50%, rryma duhet të zvogëlohet me 50%.

Sidoqoftë, për shkak të ngopjes magnetike, nuk ka asnjë përfitim në rritjen e rrymës përtej dyfishit të rrymës së vlerësuar, si përtej kësaj pike, rritjet e mëtejshme nuk do të përmirësojnë çift rrotullues. Duke vepruar rreth dhjetë herë rryma e vlerësuar paraqet rrezikun e demagnetizimit të rotorit.

Të gjithë motorët tanë janë të pajisur me izolim të klasës B, të cilat mund t'i rezistojnë temperaturave deri në 130 ° C para se izolimi të fillojë të degradohet. Për të siguruar jetëgjatësinë, ne rekomandojmë të mbani një diferencial të temperaturës prej 30 ° C nga brenda në pjesën e jashtme, që do të thotë se temperatura e rastit të jashtëm nuk duhet të kalojë 100 ° C.

Induktanca luan një rol të rëndësishëm në performancën e çift rrotullimit me shpejtësi të lartë. Ajo shpjegon pse motorët nuk shfaqin nivele të larta pa çift rrotullues. Do dredha -dredha e motorit ka vlera të dallueshme të induktancës dhe rezistencës. Induktanca e matur në Henrys, e ndarë nga rezistenca në ohms, rezulton në një kohë konstante (në sekonda). Kjo kohë konstante tregon se sa kohë duhet që spiralja të arrijë në 63% të rrymës së saj të vlerësuar. Për shembull, nëse motori vlerësohet për 1 amp, pas një kohe konstante, spiralja do të arrijë afërsisht 0.63 amper. Në mënyrë tipike duhen rreth katër deri në pesë konstanta kohore që spiralja të arrijë rrymën e plotë (1 amp). Meqenëse çift rrotullues është proporcional me rrymën, nëse rryma arrin vetëm 63%, motori do të prodhojë rreth 63% të çift rrotullues maksimal pas një kohe konstante.

Me shpejtësi të ulët, kjo vonesë në ndërtimin aktual nuk është çështje pasi rryma mund të hyjë në mënyrë efektive dhe të dalë shpejt në mbështjellje, duke lejuar motorin të ofrojë çift rrotullues të vlerësuar. Sidoqoftë, me shpejtësi të mëdha, rryma nuk mund të rritet mjaft shpejt para ndërprerësve të fazës tjetër, duke rezultuar në çift rrotullues të zvogëluar.

Ndikimi i tensionit të shoferit

Tensioni i shoferit ndikon ndjeshëm në performancën me shpejtësi të lartë të a Motor Stepper . Një raport më i lartë i tensionit të makinës me tensionin e motorit çon në aftësi të përmirësuara me shpejtësi të lartë. Kjo për shkak se voltazhet e ngritura lejojnë që rryma të rrjedhë në dredha -dredha më shpejt se pragu 63% i diskutuar më parë.

Dridhje

Kur një motor Stepper kalon nga një hap në tjetrin, rotori nuk ndalet menjëherë në pozicionin e synuar. Në vend të kësaj, ajo kalon përtej pozicionit përfundimtar, pastaj tërhiqet përsëri, duke e tepruar në drejtim të kundërt dhe vazhdon të lëkundet mbrapa dhe me radhë derisa përfundimisht të ndalet. Ky fenomen, i referuar si 'zile, ' ndodh me secilin hap që motori merr (shiko diagramin interaktiv më poshtë). Ashtu si një kordon bungee, vrulli i rotorit e bart atë përtej pikës së tij të ndalimit, duke e bërë atë të 'Bounce ' para se të vendoset në pushim. Në shumë raste, megjithatë, motori udhëzohet të kalojë në hapin tjetër përpara se të ndalet plotësisht.

Grafikët më poshtë ilustrojnë sjelljen kumbuese të një motori hapi në kushte të ndryshme ngarkimi. Kur motori është i shkarkuar, ai shfaq zile të konsiderueshme, që përkthehet në rritje të dridhjeve. Ky dridhje e tepërt mund të çojë në ngecjen e motorit kur është i shkarkuar ose i ngarkuar lehtë, pasi mund të humbasë sinkronizimin. Prandaj, është thelbësore të provoni gjithmonë a Stepper Motor me një ngarkesë të përshtatshme.

Dy grafikët e tjerë përshkruajnë performancën e motorit kur ngarkohen. Ngarkimi i duhur i motorit ndihmon për të stabilizuar funksionimin e tij dhe për të zvogëluar dridhjen. Në mënyrë ideale, ngarkesa duhet të kërkojë midis 30% deri në 70% të prodhimit maksimal të çift rrotullues të motorit. Për më tepër, raporti i inercisë së ngarkesës me rotorin duhet të bjerë midis 1: 1 dhe 10: 1. Për lëvizje më të shkurtra dhe më të shpejta, preferohet që ky raport të jetë më afër 1: 1 në 3: 1.

Ndihmë nga BESFOC

Specialistët dhe inxhinierët e aplikimit të BESFOC janë në dispozicion për të ndihmuar me madhësinë e duhur motorike.

Rezonancë dhe dridhje

Një Stepper Motor do të përjetojë vibracione të rritura ndjeshëm kur frekuenca e pulsit të hyrjes përkon me frekuencën e tij natyrore, një fenomen i njohur si rezonancë. Kjo shpesh ndodh rreth 200 Hz. Në rezonancë, mbivlerësimi dhe nënvizimi i rotorit janë përforcuar shumë, duke rritur mundësinë e hapave të humbur. Ndërsa frekuenca specifike rezonante mund të ndryshojë me inercinë e ngarkesës, ajo zakonisht rri pezull rreth 200 Hz.

Humbja e hapit në motorët 2-fazë

Motorët Stepper 2-Fazor mund të humbasin vetëm hapa në grupe prej katër. Nëse vëreni humbje hapi që ndodh në shumëfish prej katër, kjo tregon që dridhjet po bëjnë që motori të humbasë sinkronizimin ose që ngarkesa mund të jetë e tepërt. Në të kundërt, nëse hapat e humbur nuk janë në shumëfish të katër, ekziston një tregues i fortë se ose numërimi i pulsit është i pasaktë ose zhurma elektrike po ndikon në performancën.

Rezonancë lehtësuese

Disa strategji mund të ndihmojnë në zbutjen e efekteve të rezonancës. Qasja më e thjeshtë është të shmangni funksionimin me shpejtësinë rezonante krejt. Meqenëse 200 Hz korrespondon me afro 60 rpm për një motor 2-fazor, nuk është një shpejtësi jashtëzakonisht e lartë. Shumë Stepper Motor S ka një shpejtësi maksimale të fillimit prej rreth 1000 pulsesh për sekondë (PPS). Prandaj, në shumë raste, ju mund të filloni funksionimin e motorit me një shpejtësi më të lartë se frekuenca rezonante.

Nëse keni nevojë të filloni motorin me një shpejtësi që është nën frekuencën rezonante, është e rëndësishme të përshpejtoni shpejt përmes intervalit rezonant për të minimizuar efektet e dridhjeve.

Reduktimi i këndit të hapit

Një zgjidhje tjetër efektive është të përdorni një kënd më të vogël hapi. Këndet më të mëdha të hapit kanë tendencë të rezultojnë në mbingarkesë dhe nënvizim më të madh. Nëse motori ka një distancë të shkurtër për të udhëtuar, nuk do të gjenerojë forcë të mjaftueshme (çift rrotullues) për të tejkaluar ndjeshëm. Duke zvogëluar këndin e hapit, motori përjeton më pak dridhje. Kjo është një arsye pse teknikat gjysmë-hapëse dhe mikrostepping janë kaq të efektshme në zvogëlimin e dridhjeve.

Sigurohuni që të zgjidhni motorin bazuar në kërkesat e ngarkesës. Madhësia e duhur motorike mund të çojë në një performancë më të mirë të përgjithshme.

Përdorimi i lagështirëve

Dampers janë një tjetër mundësi për t'u marrë parasysh. Këto pajisje mund të vendosen në boshtin e pasëm të motorit për të thithur një pjesë të energjisë vibruese, duke ndihmuar në zbutjen e funksionimit të një motori vibrues në një mënyrë me kosto efektive.

Motorët Stepper 5-Fazor

Një përparim relativisht i ri në Teknologjia Motor Stepper  është motori me 5 faza Stepper. Dallimi më i dukshëm midis motorëve 2-fazorë dhe 5-fazorë (shiko diagramin interaktiv më poshtë) është numri i poleve të statorit: motorët 2-fazorë kanë 8 pole (4 për fazë), ndërsa motorët 5-fazorë shfaqin 10 pole (2 për fazë). Dizajni i rotorit është i ngjashëm me atë të një motori 2-fazor.

Në një motor 2-fazor, secila fazë lëviz rotorin me 1/4 katran dhëmbi, ndërsa në një motor me 5 faza, rotori lëviz 1/10 të një katrori dhëmbi për shkak të modelit të tij. Me një katran dhëmbi prej 7.2 °, këndi i hapit për motorin 5-fazor bëhet 0.72 °. Kjo ndërtim lejon që motori 5-fazor të arrijë 500 hapa për revolucion, në krahasim me 200 hapat e motorit 2-fazor për revolucion, duke siguruar një rezolutë që është 2.5 herë më e madhe se ajo e motorit 2-fazor.

Një rezolucion më i lartë çon në një kënd më të vogël hapi, i cili zvogëlon ndjeshëm dridhjen. Meqenëse këndi i hapit të motorit 5-fazor është 2.5 herë më i vogël se ai i motorit 2-fazor, ai përjeton zile dhe dridhje shumë më të ulët. Në të dy llojet e motorit, rotori duhet të mbingarkojë ose të nënvizojë me më shumë se 3.6 ° për të humbur hapat. Me këndin e hapit të motorit 5-fazor prej vetëm 0.72 °, bëhet gati e pamundur që motori të mbivendoset ose të nënvizohet me një diferencë të tillë, duke rezultuar në një gjasë shumë të ulët të humbjes së sinkronizimit.

Metodat e makinës

Ekzistojnë katër metoda kryesore të makinës për Stepper Motor S:

1. Drive Wave (hap i plotë)

2. 2 faza në (hap i plotë)

3. 1-2 faza në (gjysmë hapi)

4. MikroStep

Valë

Në diagramin më poshtë, metoda e makinës së valës është thjeshtuar për të ilustruar parimet e saj. Turndo kthesë 90 ° e përshkruar në ilustrim përfaqëson 1.8 ° rotacion të rotorit në një motor të vërtetë.

Në metodën e makinës së valës, e njohur edhe si 1-faza në metodë, vetëm një fazë energjizohet në një kohë. Kur aktivizohet faza A, krijon një pol të jugut që tërheq polin verior të rotorit. Pastaj, faza A është e fikur dhe faza B është e ndezur, duke bërë që rotori të rrotullohet 90 ° (1.8 °), dhe ky proces vazhdon me secilën fazë që energjizohet individualisht.

Vala e valës funksionon me një sekuencë elektrike me katër hapa për të rrotulluar motorin.

 

2 faza në

Në metodën '2 në metodën ' të makinës, të dy fazat e motorit janë vazhdimisht me energji.

Siç ilustrohet më poshtë, secila kthesë 90 ° korrespondon me një rotacion të rotorit 1.8 °. Kur të dy fazat A dhe B energjizohen si shufra të jugut, poli verior i rotorit tërhiqet në mënyrë të barabartë për të dy polakët, duke bërë që ajo të rreshtohet drejtpërdrejt në mes. Ndërsa sekuenca përparon dhe aktivizohen fazat, rotori do të rrotullohet për të ruajtur shtrirjen midis dy poleve me energji.

Metoda '2 në ' funksionon duke përdorur një sekuencë elektrike me katër hapa për të rrotulluar motorin.

Motorët standarde 2-fazore të BESFOC dhe 2-fazat e tipit M përdorin këtë faza '2 në metodën e makinës '.

Avantazhi kryesor i metodës '2 në metodën ' mbi metodën '1 në metodën ' është çift rrotullues. Në metodën '1 1 në ', vetëm një fazë aktivizohet në një kohë, duke rezultuar në një njësi të vetme të çift rrotullues që vepron në rotor. Në të kundërt, metoda '2 në metodën ' i aktivizon të dy fazat njëkohësisht, duke prodhuar dy njësi çift rrotullues. Një vektor çift rrotullues vepron në pozicionin e orës 12 dhe tjetra në pozicionin e orës 3. Kur këto dy vektorë çift rrotullues kombinohen, ato krijojnë një vektor rezultues në një kënd prej 45 ° me një madhësi që është 41.4% më e madhe se ajo e një vektori të vetëm. Kjo do të thotë që përdorimi i metodës '2 faza në ' na lejon të arrijmë të njëjtin kënd hapi si metoda '1 në metodën ' ndërsa dorëzojmë 41% më shumë çift rrotullues.

Motorët me pesë fazë, megjithatë, funksionojnë disi ndryshe. Në vend që të përdorin metodën '2 faza në ', ata përdorin metodën '4 në '. Në këtë qasje, katër nga fazat aktivizohen njëkohësisht sa herë që motori merr një hap.

Si rezultat, motori me pesë faza ndjek një sekuencë elektrike me 10 hapa gjatë funksionimit.

1-2 faza në (gjysmë hapi)

Metoda '1-2 në metodën ', e njohur gjithashtu si gjysma e hapjes, kombinon parimet e dy metodave të mëparshme. Në këtë qasje, ne së pari energjizojmë fazën A, duke bërë që rotori të përafrohet. Ndërsa e mbajmë energjinë A të Fazës A, atëherë aktivizojmë fazën B. Në këtë pikë, rotori tërhiqet në mënyrë të barabartë nga të dy polet dhe rreshtohet në mes, duke rezultuar në një rotacion prej 45 ° (ose 0.9 °). Tjetra, ne e fikim fazën A ndërsa vazhdojmë të aktivizojmë fazën B, duke lejuar motorin të ndërmarrë një hap tjetër. Ky proces vazhdon, duke alternuar midis energjisë një fazë dhe dy fazave. Duke vepruar kështu, ne prerë në mënyrë efektive këndin e hapit në gjysmë, gjë që ndihmon në uljen e dridhjeve.

Për një motor 5-fazor, ne përdorim një strategji të ngjashme duke alternuar midis 4 fazave në dhe 5 faza në.

Mënyra gjysmë-hapi përbëhet nga një sekuencë elektrike me tetë hapa. Në rastin e një motori pesëfazor duke përdorur metodën '4-5 në ', motori kalon nëpër një sekuencë elektrike 20-hapëshe.

MikroStep

(Më shumë informacion mund të shtohen në lidhje me mikrostepping nëse është e nevojshme.)

Mikrostepping

Mikrostepping është një teknikë e përdorur për të bërë hapa më të vegjël edhe më të imët. Sa më të vogla të jenë hapat, aq më i lartë është rezolucioni dhe aq më mirë karakteristikat e dridhjes së motorit. Në mikrostepping, një fazë nuk është as plotësisht e as plotësisht e fikur; Përkundrazi, ajo është me energji pjesërisht. Valët e sinusit aplikohen në të dy fazën A dhe fazën B, me një ndryshim fazor prej 90 ° (ose 0.9 ° në një fazë pesë-fazë Motor Stepper ).

Kur fuqia maksimale zbatohet në fazën A, faza B është në zero, duke bërë që rotori të përafrohet me fazën A. Ndërsa rryma në fazën A zvogëlohet, rryma në fazën B rritet, duke lejuar që rotori të ndërmarrë hapa të vegjël drejt fazës B. Ky proces vazhdon si ciklet aktuale midis dy fazave, duke rezultuar në lëvizje të lëmuar të mikrostepping.

Sidoqoftë, mikrostepping paraqet disa sfida, kryesisht në lidhje me saktësinë dhe çift rrotullues. Meqenëse fazat janë vetëm pjesërisht me energji, motori zakonisht përjeton një ulje çift rrotullues prej rreth 30%. Për më tepër, për shkak se diferenciali i çift rrotullues midis hapave është minimal, motori mund të luftojë për të kapërcyer një ngarkesë, e cila mund të rezultojë në situata kur motori është urdhëruar të lëvizë disa hapa para se të fillojë të lëvizë. Në shumë raste, përfshirja e koduesve është e nevojshme për të krijuar një sistem me lak të mbyllur, megjithëse kjo shton koston e përgjithshme.

Sistemet Motor Stepper

Sistemet e mbyllura të sistemeve
të mbyllura të sistemeve
të shërbimit të sistemeve të lakut

Lak i hapur

Stepper Motor S janë krijuar në mënyrë tipike si sisteme të hapura të lakut. Në këtë konfigurim, një gjenerator i pulsit dërgon pulsione në qarkun e sekuencave fazore. Sekuencerja e fazës përcakton se cilat faza duhet të ndizen ose fiken, siç përshkruhet më parë në metodat e hapit të plotë dhe gjysmë hapi. Sekuencuesi kontrollon FET me fuqi të lartë për të aktivizuar motorin.

Sidoqoftë, në një sistem të hapur të lakut, nuk ka asnjë verifikim të pozicionit, do të thotë se nuk ka asnjë mënyrë për të konfirmuar nëse motori ka ekzekutuar lëvizjen e komanduar.

Lak i mbyllur

Një nga metodat më të zakonshme për zbatimin e një sistemi me lak të mbyllur është duke shtuar një kodues në boshtin e pasmë të një motori me dy shirita. Koduesi përbëhet nga një disk i hollë i shënuar me linja që rrotullohen midis një transmetuesi dhe një marrësi. Sa herë që një linjë kalon midis këtyre dy përbërësve, ajo gjeneron një puls në linjat e sinjalit.

Këto pulse të daljes më pas ushqehen përsëri te kontrolluesi, i cili mban një numër të tyre. Në mënyrë tipike, në fund të një lëvizjeje, kontrolluesi krahason numrin e pulseve që i dërgoi shoferit me numrin e pulseve të marra nga koduesi. Një rutinë specifike ekzekutohet me anë të së cilës, nëse të dy numërimet ndryshojnë, sistemi përshtatet për të korrigjuar mospërputhjen. Nëse llogaritjet përputhen, kjo tregon se nuk ka ndodhur asnjë gabim, dhe lëvizja mund të vazhdojë mirë.

Pengesat e sistemeve të mbyllura të lakut

Sistemi me lak të mbyllur vjen me dy pengesa kryesore: kostoja (dhe kompleksiteti) dhe koha e përgjigjes. Përfshirja e një koduesi shton shpenzimet e përgjithshme të sistemit, së bashku me sofistikimin e shtuar të kontrolluesit, i cili kontribuon në koston totale. Për më tepër, për shkak se korrigjimet bëhen vetëm në fund të një lëvizjeje, kjo mund të prezantojë vonesa në sistem, duke ngadalësuar potencialisht kohën e përgjigjes.

Servo

Një alternative për sistemet e hapjes me lak të mbyllur është një sistem servo. Sistemet servo zakonisht përdorin motorë me një numër të ulët polësh, duke mundësuar performancën me shpejtësi të lartë, por nuk ka aftësi të qenësishme të pozicionimit. Për të shndërruar një servo në një pajisje pozitive, nevojiten mekanizmat e feedback -ut, shpesh duke përdorur një kodues ose zgjidhës së bashku me sythe kontrolli.

Në një sistem servo, motori aktivizohet dhe çaktivizohet derisa zgjidhësi të tregojë se është arritur një pozicion i specifikuar. Për shembull, nëse servo udhëzohet të lëvizë 100 revolucione, ajo fillon me numërimin e zgjidhësit në zero. Motori shkon derisa numërimi i zgjidhësit të arrijë 100 revolucione, në të cilën pikë fiket. Nëse ka ndonjë zhvendosje pozitive, motori riaktivizohet për të korrigjuar pozicionin.

Përgjigja e servo ndaj gabimeve të pozicionit ndikohet nga një përcaktim i fitimit. Një vendosje e lartë e fitimit lejon që motori të reagojë shpejt ndaj ndryshimeve në gabim, ndërsa një vendosje e fitimit të ulët rezulton në një përgjigje më të ngadaltë. Sidoqoftë, rregullimi i cilësimeve të fitimit mund të prezantojë vonesat e kohës në sistemin e kontrollit të lëvizjes, duke ndikuar në performancën e përgjithshme.

Alphastep Sistemet Motor Stepper Loop Stepper

Alphastep është inovativ i BESFOC Stepper Motor  Solution, duke paraqitur një zgjidhës të integruar që ofron reagime të pozicionit në kohë reale. Ky dizajn siguron që pozicioni i saktë i rotorit të njihet në çdo kohë, duke rritur saktësinë dhe besueshmërinë e sistemit.

Alphastep Sistemet Motor Stepper Loop Stepper

Shoferi i alfastit përmban një banak hyrëse që gjurmon të gjitha pulset e dërguara në makinë. Njëkohësisht, reagimet nga zgjidhësi drejtohen në një banak të pozicionit të rotorit, duke lejuar monitorimin e vazhdueshëm të pozicionit të rotorit. Anydo mospërputhje regjistrohet në një banak devijimi.

Në mënyrë tipike, motori funksionon në modalitetin e Lakut të Hapur, duke gjeneruar vektorë çift rrotullues që motori të ndjekë. Sidoqoftë, nëse banakja e devijimit tregon një mospërputhje më të madhe se ± 1.8 °, sekuencuesi i fazës aktivizon vektorin e çift rrotullues në pjesën e sipërme të kurbës së zhvendosjes së çift rrotullimit. Kjo gjeneron çift rrotullues maksimal për të riorganizuar rotorin dhe për ta rikthyer atë në sinkronizëm. Nëse motori është i fikur me disa hapa, sekuencimi energjizon vektorë të shumtë çift rrotullues në fundin e lartë të kurbës së zhvendosjes së çift rrotullimit. Shoferi mund të trajtojë kushtet e mbingarkesës deri në 5 sekonda; Nëse nuk arrin të rivendosë sinkronizmin brenda këtij afati kohor, shkaktohet një faj dhe lëshohet një alarm.

Një tipar i jashtëzakonshëm i sistemit alfastep është aftësia e tij për të bërë korrigjime në kohë reale për çdo hap të humbur. Për dallim nga sistemet tradicionale që presin deri në fund të një lëvizjeje për të korrigjuar çdo gabim, shoferi i alfastepit ndërmerr veprime korrigjuese sapo rotori të bjerë jashtë intervalit 1.8 °. Pasi rotori të kthehet brenda këtij kufiri, shoferi kthehet të hapë modalitetin e lakut dhe rifillon energjitë e duhura të fazës.

Grafiku shoqërues ilustron kurbën e zhvendosjes së çift rrotullimit, duke theksuar mënyrat operacionale të sistemit - lak të hapur dhe lak të mbyllur. Kurba e zhvendosjes së çift rrotullimit paraqet çift rrotullues të krijuar nga një fazë e vetme, duke arritur çift rrotullues maksimal kur pozicioni i rotorit devijon me 1.8 °. Një hap mund të humbasë vetëm nëse rotori mbivendoset me më shumë se 3.6 °. Për shkak se shoferi merr kontrollin e vektorit të çift rrotullues sa herë që devijimi tejkalon 1.8 °, motori nuk ka gjasa të humbasë hapat, përveç nëse përjeton një mbingarkesë që zgjat më shumë se 5 sekonda.

Saktësia e hapit të alfastit

Shumë njerëz gabimisht besojnë se saktësia e hapit të motorit alfastep është 1.8 °. Në realitet, alfastep ka një saktësi hapi prej 5 minutash harku (0.083 °). Shoferi menaxhon vektorët e çift rrotullues kur rotori është jashtë intervalit 1.8 °. Pasi rotori të bjerë brenda këtij diapazoni, dhëmbët e rotorit rreshtohen saktësisht me gjenerimin e vektorit të çift rrotullues. Alphastep siguron që dhëmbi i saktë të përputhet me vektorin aktiv të çift rrotullues.

Seria Alphastep vjen në versione të ndryshme. BESFOC ofron si modele të rrumbullakëta ashtu edhe modele të përshtatura me raporte të shumta ingranazhesh për të përmirësuar rezolucionin dhe çift rrotullues ose për të minimizuar inercinë e reflektuar. Shumica e versioneve mund të pajisen me një frena magnetike të sigurt. Për më tepër, BESFOC siguron një version 24 VDC të quajtur seri ASC.

Përfundim

Si përfundim, motorët Stepper janë shumë të përshtatshëm për aplikimet e pozicionimit. Ato lejojnë kontroll të saktë të distancës dhe shpejtësisë thjesht duke ndryshuar numërimin e pulsit dhe frekuencën. Numri i tyre i lartë i poleve mundëson saktësi, edhe kur vepron në modalitetin e lakut të hapur. Kur është me madhësi të duhur për një aplikim specifik, a Stepper Motor nuk do të humbasë hapat. Për më tepër, për shkak se ata nuk kërkojnë reagime pozicionale, Motors Stepper janë një zgjidhje me kosto efektive.