ผู้ผลิตมอเตอร์ไฮบริดสเต็ปเปอร์ในประเทศจีน - BesFoc

บทนำของสเต็ปเปอร์มอเตอร์

สเต็ปเปอร์มอเตอร์คืออะไร？

ก สเต็ปเปอร์มอเตอร์ เป็นมอเตอร์ไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่เคลื่อนที่ในขั้นตอนคงที่และแม่นยำ แทนที่จะหมุนอย่างต่อเนื่องเหมือนมอเตอร์ทั่วไป โดยทั่วไปจะใช้ในการใช้งานที่ต้องการการควบคุมตำแหน่งที่แม่นยำ เช่น เครื่องพิมพ์ 3D เครื่องจักร CNC หุ่นยนต์ และแพลตฟอร์มกล้อง

สเต็ปเปอร์มอเตอร์เป็นมอเตอร์ไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนด้วยความแม่นยำที่น่าทึ่ง สเต็ปเปอร์มอเตอร์ต่างจากมอเตอร์ไฟฟ้าทั่วไปที่ให้การหมุนอย่างต่อเนื่อง สเต็ปเปอร์มอเตอร์จะหมุนในขั้นตอนที่ไม่ต่อเนื่อง ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการการวางตำแหน่งที่แม่นยำ

ไฟฟ้าทุกพัลส์ที่ส่งไปยังสเต็ปเปอร์มอเตอร์จากตัวขับส่งผลให้มีการเคลื่อนไหวที่แม่นยำ โดยแต่ละพัลส์จะสอดคล้องกับขั้นตอนเฉพาะ ความเร็วที่มอเตอร์หมุนจะสัมพันธ์โดยตรงกับความถี่ของพัลส์เหล่านี้ ยิ่งส่งพัลส์เร็วเท่าไร การหมุนก็จะยิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น

ข้อดีประการหนึ่งที่สำคัญของ ส เต็ปเปอร์มอเตอร์ คือการควบคุมที่ง่าย ไดรเวอร์ส่วนใหญ่ทำงานด้วยพัลส์ 5 โวลต์ ซึ่งเข้ากันได้กับวงจรรวมทั่วไป คุณสามารถออกแบบวงจรเพื่อสร้างพัลส์เหล่านี้ หรือใช้เครื่องกำเนิดพัลส์จากบริษัทอย่าง BesFoc

แม้จะมีความไม่ถูกต้องเป็นครั้งคราว—สเต็ปเปอร์มอเตอร์มาตรฐานมีความแม่นยำประมาณ ± 3 อาร์คนาที (0.05°)—ข้อผิดพลาดเหล่านี้จะไม่สะสมหลายขั้นตอน ตัวอย่างเช่น หากสเต็ปเปอร์มอเตอร์มาตรฐานเคลื่อนที่หนึ่งขั้น ก็จะหมุน 1.8° ± 0.05° แม้จะผ่านไปหลายล้านก้าว ค่าเบี่ยงเบนรวมยังคงอยู่เพียง ± 0.05° ทำให้เชื่อถือได้สำหรับการเคลื่อนไหวที่แม่นยำในระยะทางไกล

นอกจากนี้ สเต็ปเปอร์มอเตอร์ยังขึ้นชื่อในด้านการตอบสนองและการเร่งความเร็วที่รวดเร็ว เนื่องจากความเฉื่อยของโรเตอร์ต่ำ ทำให้สามารถบรรลุความเร็วสูงได้อย่างรวดเร็ว ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องการการเคลื่อนไหวระยะสั้นและรวดเร็ว

Stepper Motor ทำงานอย่างไร?

ก สเต็ปเปอร์มอเตอร์ ทำงานโดยการแบ่งการหมุนเต็มจำนวนออกเป็นสเต็ปเท่าๆ กัน ใช้แม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อสร้างการเคลื่อนไหวทีละน้อยและควบคุมได้

1. ภายในสเต็ปเปอร์มอเตอร์

สเต็ปเปอร์มอเตอร์มีสองส่วนหลัก:

• สเตเตอร์ – ชิ้นส่วนที่อยู่นิ่งกับขดลวด (แม่เหล็กไฟฟ้า)

• โรเตอร์ - ส่วนที่หมุนได้ มักเป็นแม่เหล็กหรือทำจากเหล็ก

2. การเคลื่อนที่ด้วยสนามแม่เหล็ก

• เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดสเตเตอร์ จะทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก

• สนามเหล่านี้ดึงดูดโรเตอร์

• โดยการเปิดและปิดคอยล์ตามลำดับที่กำหนด โรเตอร์จะถูกดึงทีละขั้นตอนในลักษณะเป็นวงกลม

3. การหมุนทีละขั้นตอน

• แต่ละครั้งที่มีการกระตุ้นขดลวด โรเตอร์จะเคลื่อนที่เป็นมุมเล็กๆ (เรียกว่า ขั้น)

• ตัวอย่างเช่น ถ้ามอเตอร์มี 200 สเต็ปต่อรอบ แต่ละสเต็ปจะเคลื่อนโรเตอร์ 1.8°

• มอเตอร์สามารถหมุนไปข้างหน้าหรือข้างหลังได้ ขึ้นอยู่กับลำดับของพัลส์ที่ส่งไปยังคอยล์

4. ควบคุมโดยคนขับ

• ก ตัวขับ สเต็ปเปอร์มอเตอร์ จะส่งพัลส์ไฟฟ้าไปยังขดลวดมอเตอร์

• ยิ่งมีพัลส์มาก มอเตอร์ก็จะยิ่งหมุนมากขึ้น

• ไมโครคอนโทรลเลอร์ (เช่น Arduino หรือ Raspberry Pi) สามารถควบคุมไดรเวอร์เหล่านี้เพื่อเคลื่อนมอเตอร์ได้อย่างแม่นยำ

ระบบสเต็ปเปอร์มอเตอร์

ภาพประกอบด้านล่างแสดงระบบสเต็ปเปอร์มอเตอร์มาตรฐาน ซึ่งประกอบด้วยส่วนประกอบสำคัญหลายอย่างที่ทำงานร่วมกัน ประสิทธิภาพของแต่ละองค์ประกอบมีอิทธิพลต่อการทำงานโดยรวมของระบบ

1. คอมพิวเตอร์หรือ PLC:

หัวใจสำคัญของระบบคือคอมพิวเตอร์หรือตัวควบคุมตรรกะแบบตั้งโปรแกรมได้ (PLC) ส่วนประกอบนี้ทำหน้าที่เป็นสมอง ซึ่งไม่เพียงควบคุมสเต็ปเปอร์มอเตอร์เท่านั้น แต่ยังควบคุมเครื่องจักรทั้งหมดด้วย สามารถทำงานได้หลากหลาย เช่น การยกลิฟต์ หรือการเคลื่อนย้ายสายพานลำเลียง คอนโทรลเลอร์นี้มีตั้งแต่พีซีหรือ PLC ที่มีความซับซ้อนไปจนถึงปุ่มกดแบบธรรมดา ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนที่ต้องการ

2. ตัวทำดัชนีหรือการ์ด PLC:

ถัดไปคือตัวสร้างดัชนีหรือการ์ด PLC ซึ่งสื่อสารคำสั่งเฉพาะไปยัง เต็ปเปอร์มอเตอร์ ส โดยจะสร้างพัลส์ตามจำนวนที่ต้องการสำหรับการเคลื่อนที่ และปรับความถี่พัลส์เพื่อควบคุมการเร่งความเร็ว ความเร็ว และการชะลอตัวของมอเตอร์ ตัวสร้างดัชนีอาจเป็นหน่วยสแตนด์อโลน เช่น BesFoc หรือการ์ดตัวสร้างพัลส์ที่เสียบเข้ากับ PLC ส่วนประกอบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานของมอเตอร์โดยไม่คำนึงถึงรูปแบบ

3. ไดรเวอร์มอเตอร์:

ตัวขับมอเตอร์ประกอบด้วยส่วนสำคัญสี่ส่วน:

• ลอจิกสำหรับการควบคุมเฟส: หน่วยลอจิกนี้รับพัลส์จากตัวกำหนดดัชนีและกำหนดเฟสของมอเตอร์ที่ควรเปิดใช้งาน การเพิ่มพลังงานให้กับเฟสต้องเป็นไปตามลำดับเฉพาะเพื่อให้แน่ใจว่ามอเตอร์ทำงานอย่างเหมาะสม

• แหล่งจ่ายไฟลอจิก: นี่คือแหล่งจ่ายไฟแรงดันต่ำที่จ่ายไฟให้วงจรรวม (IC) ภายในไดรเวอร์ โดยทั่วไปจะทำงานประมาณ 5 โวลต์ ขึ้นอยู่กับชุดชิปหรือการออกแบบ

• แหล่งจ่ายไฟของมอเตอร์: แหล่งจ่ายไฟนี้ให้แรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นในการจ่ายไฟให้กับมอเตอร์ โดยปกติจะอยู่ที่ประมาณ 24 VDC แม้ว่าอาจสูงกว่านี้ก็ได้ ขึ้นอยู่กับการใช้งาน

• เพาเวอร์แอมป์: ส่วนประกอบนี้ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ที่ช่วยให้กระแสไหลผ่านเฟสของมอเตอร์ ทรานซิสเตอร์เหล่านี้จะเปิดและปิดตามลำดับที่ถูกต้องเพื่ออำนวยความสะดวกในการเคลื่อนที่ของมอเตอร์

4. โหลด:

ในที่สุด ส่วนประกอบทั้งหมดเหล่านี้ทำงานร่วมกันเพื่อเคลื่อนย้ายโหลด ซึ่งอาจเป็นลีดสกรู จาน หรือสายพานลำเลียง ขึ้นอยู่กับการใช้งานเฉพาะ

ประเภทของสเต็ปเปอร์มอเตอร์

สเต็ปเปอร์มอเตอร์มีสามประเภทหลัก:

สเต็ปเปอร์มอเตอร์รีลัคแทนซ์แบบแปรผัน (VR)

มอเตอร์เหล่านี้มีฟันบนโรเตอร์และสเตเตอร์ แต่ไม่มีแม่เหล็กถาวร เป็นผลให้พวกมันขาดแรงบิดย้อน ซึ่งหมายความว่าพวกมันจะไม่คงตำแหน่งไว้เมื่อไม่ได้รับพลังงาน

สเต็ปเปอร์มอเตอร์แม่เหล็กถาวร (PM)

สเต็ปเปอร์มอเตอร์ PM มีแม่เหล็กถาวรบนโรเตอร์ แต่ไม่มีฟัน แม้ว่าโดยทั่วไปจะแสดงความแม่นยำน้อยกว่าในมุมขั้นบันได แต่ก็มีแรงบิดแบบ Detent ทำให้สามารถรักษาตำแหน่งไว้ได้เมื่อปิดเครื่อง

ไฮบริดสเต็ปเปอร์มอเตอร์

BesFoc เชี่ยวชาญด้านไฮบริดโดยเฉพาะ เต็ปเปอร์มอเตอร์ ส มอเตอร์เหล่านี้ผสานคุณสมบัติทางแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรเข้ากับการออกแบบมอเตอร์แบบฝืนแบบแปรผันได้ โรเตอร์มีแกนแม่เหล็ก ซึ่งหมายความว่าในรูปแบบทั่วไป ครึ่งบนเป็นขั้วโลกเหนือและครึ่งล่างเป็นขั้วโลกใต้

โรเตอร์ประกอบด้วยถ้วยฟันสองใบ แต่ละใบมีฟัน 50 ซี่ ถ้วยเหล่านี้ชดเชย 3.6° ช่วยให้วางตำแหน่งได้อย่างแม่นยำ เมื่อมองจากด้านบนจะเห็นว่าฟันบนถ้วยขั้วโลกเหนือเรียงตัวกับฟันบนถ้วยขั้วโลกใต้ ทำให้เกิดระบบเกียร์ที่มีประสิทธิภาพ

สเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบไฮบริดทำงานบนโครงสร้างแบบสองเฟส โดยแต่ละเฟสจะมีเสาสี่อันโดยเว้นระยะห่างกัน 90° แต่ละขั้วในเฟสจะพันกันโดยที่ขั้วที่แยกจากกัน 180° จะมีขั้วเดียวกัน ในขณะที่ขั้วจะตรงกันข้ามสำหรับขั้วที่แยกจากกัน 90° ด้วยการย้อนกลับกระแสในเฟสใดๆ ขั้วของขั้วสเตเตอร์ที่สอดคล้องกันก็สามารถย้อนกลับได้ ทำให้มอเตอร์สามารถแปลงขั้วสเตเตอร์ใดๆ ให้เป็นขั้วเหนือหรือขั้วใต้ได้

โรเตอร์ของสเต็ปเปอร์มอเตอร์มีฟัน 50 ซี่ โดยมีระยะห่างระหว่างฟันแต่ละซี่ 7.2° ในขณะที่มอเตอร์ทำงาน การจัดตำแหน่งของฟันโรเตอร์กับฟันสเตเตอร์อาจแตกต่างกันไป โดยเฉพาะสามารถชดเชยด้วยสามในสี่ของระยะฟัน ครึ่งหนึ่งของระยะฟัน หรือหนึ่งในสี่ของระยะฟัน เมื่อมอเตอร์ก้าวขึ้น มอเตอร์จะใช้เส้นทางที่สั้นที่สุดตามธรรมชาติในการปรับแนวตัวเอง ซึ่งแปลเป็นการเคลื่อนที่ 1.8° ต่อก้าว (เนื่องจาก 1/4 ของ 7.2° เท่ากับ 1.8°)

แรงบิดและความแม่นยำใน ส เต็ปเปอร์มอเตอร์ ได้รับอิทธิพลจากจำนวนขั้ว (ฟัน) โดยทั่วไป จำนวนขั้วที่สูงกว่าจะนำไปสู่แรงบิดและความแม่นยำที่ดีขึ้น BesFoc ขอนำเสนอสเต็ปเปอร์มอเตอร์ 'ความละเอียดสูง' ซึ่งมีระยะฟันเพียงครึ่งหนึ่งของรุ่นมาตรฐาน โรเตอร์ความละเอียดสูงเหล่านี้มีฟัน 100 ซี่ ส่งผลให้มีมุม 3.6° ระหว่างฟันแต่ละซี่ ด้วยการตั้งค่านี้ การเคลื่อนที่ 1/4 ของระยะฟันจะสัมพันธ์กับขั้นที่น้อยกว่าคือ 0.9°

ด้วยเหตุนี้ รุ่น 'ความละเอียดสูง' จึงให้ความละเอียดเป็นสองเท่าของมอเตอร์มาตรฐาน โดยทำได้ 400 สเต็ปต่อการปฏิวัติ เทียบกับ 200 สเต็ปต่อการปฏิวัติในรุ่นมาตรฐาน มุมขั้นที่เล็กลงยังทำให้การสั่นสะเทือนลดลง เนื่องจากแต่ละขั้นจะเด่นชัดน้อยกว่าและค่อยเป็นค่อยไป

โครงสร้าง

แผนภาพด้านล่างแสดงภาพตัดขวางของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ 5 เฟส มอเตอร์นี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยสองส่วนหลัก: สเตเตอร์และโรเตอร์ ตัวโรเตอร์นั้นประกอบด้วยส่วนประกอบสามส่วน: โรเตอร์คัพ 1, โรเตอร์คัพ 2 และแม่เหล็กถาวร โรเตอร์ถูกแม่เหล็กในทิศทางตามแนวแกน ตัวอย่างเช่น ถ้าโรเตอร์คัพ 1 ถูกกำหนดให้เป็นขั้วเหนือ โรเตอร์คัพ 2 จะเป็นขั้วโลกใต้

สเตเตอร์มีขั้วแม่เหล็ก 10 ขั้ว แต่ละขั้วมีฟันขนาดเล็กและขดลวดที่สอดคล้องกัน ขดลวดเหล่านี้ได้รับการออกแบบเพื่อให้แต่ละขดลวดเชื่อมต่อกับขดลวดของขั้วตรงข้าม เมื่อกระแสไหลผ่านขดลวดคู่หนึ่ง ขั้วที่เชื่อมต่อกันจะเกิดแม่เหล็กในทิศทางเดียวกัน - ไม่ว่าจะเหนือหรือใต้

เสาคู่ตรงข้ามแต่ละขั้วประกอบเป็นหนึ่งเฟสของมอเตอร์ เนื่องจากมีขั้วแม่เหล็กทั้งหมด 10 ขั้ว จึงทำให้เกิดเฟสที่แตกต่างกัน 5 เฟสภายใน 5 เฟสนี้ สเต็ปเปอร์มอเตอร์.

ที่สำคัญถ้วยโรเตอร์แต่ละใบมีฟัน 50 ซี่ตามแนวเส้นรอบวงด้านนอก ฟันบนโรเตอร์คัพ 1 และโรเตอร์คัพ 2 จะถูกชดเชยโดยกลไกด้วยระยะห่างครึ่งหนึ่งของฟัน ช่วยให้จัดตำแหน่งและเคลื่อนที่ได้อย่างแม่นยำระหว่างการทำงาน

ความเร็ว-แรงบิด

การทำความเข้าใจวิธีการอ่านกราฟความเร็ว-แรงบิดเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากจะให้ข้อมูลเชิงลึกว่ามอเตอร์สามารถทำได้อย่างไร เส้นโค้งเหล่านี้แสดงถึงคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพของมอเตอร์เฉพาะเมื่อจับคู่กับไดรเวอร์เฉพาะ เมื่อมอเตอร์ทำงาน แรงบิดเอาต์พุตจะได้รับอิทธิพลจากประเภทของตัวขับเคลื่อนและแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ ด้วยเหตุนี้ มอเตอร์ชนิดเดียวกันจึงสามารถแสดงกราฟความเร็ว-แรงบิดที่แตกต่างกันอย่างมาก ขึ้นอยู่กับไดรเวอร์ที่ใช้

BesFoc ให้กราฟความเร็ว-แรงบิดเหล่านี้เป็นข้อมูลอ้างอิง หากคุณใช้มอเตอร์ที่มีตัวขับซึ่งมีพิกัดแรงดันและกระแสใกล้เคียงกัน คุณสามารถคาดหวังประสิทธิภาพที่เทียบเคียงได้ สำหรับประสบการณ์แบบโต้ตอบ โปรดดูเส้นโค้งความเร็ว-แรงบิดที่ให้ไว้ด้านล่าง:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

หากต้องการทำงานภายในขอบเขตระหว่างแรงบิดเข้าและแรงบิดออก มอเตอร์จะต้องสตาร์ทในบริเวณสตาร์ท/หยุดตั้งแต่แรก เมื่อมอเตอร์เริ่มทำงาน อัตราชีพจรจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นจนกระทั่งได้ความเร็วที่ต้องการ หากต้องการหยุดมอเตอร์ ความเร็วจะลดลงจนกระทั่งต่ำกว่ากราฟแรงบิดแบบดึงเข้า

แรงบิดเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกระแสและจำนวนเส้นลวดในมอเตอร์ หากต้องการเพิ่มแรงบิด 20% กระแสควรเพิ่มขึ้นประมาณ 20% ด้วย ในทางกลับกัน หากต้องการลดแรงบิดลง 50% กระแสไฟฟ้าควรลดลง 50%

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความอิ่มตัวของแม่เหล็ก จึงไม่มีประโยชน์ในการเพิ่มกระแสไฟฟ้าเกินกว่าสองเท่าของกระแสไฟฟ้าที่กำหนด เนื่องจากหลังจากจุดนี้ การเพิ่มขึ้นอีกจะไม่เพิ่มแรงบิด การทำงานที่กระแสไฟที่กำหนดประมาณสิบเท่าทำให้เกิดความเสี่ยงในการล้างอำนาจแม่เหล็กของโรเตอร์

มอเตอร์ทั้งหมดของเราติดตั้งฉนวนคลาส B ซึ่งสามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงถึง 130°C ก่อนที่ฉนวนจะเริ่มเสื่อมสภาพ เพื่อให้มั่นใจได้ถึงอายุการใช้งานที่ยาวนาน เราแนะนำให้รักษาความแตกต่างของอุณหภูมิไว้ที่ 30°C จากด้านในสู่ด้านนอก ซึ่งหมายความว่าอุณหภูมิเคสภายนอกไม่ควรเกิน 100°C

ตัวเหนี่ยวนำมีบทบาทสำคัญในประสิทธิภาพของแรงบิดที่ความเร็วสูง อธิบายว่าทำไมมอเตอร์จึงไม่แสดงแรงบิดในระดับสูงอย่างไม่รู้จบ ขดลวดของมอเตอร์แต่ละตัวมีค่าความเหนี่ยวนำและความต้านทานที่แตกต่างกัน ความเหนี่ยวนำที่วัดเป็นเฮนรี่ หารด้วยความต้านทานเป็นโอห์ม ผลลัพธ์ที่ได้คือค่าคงที่เวลา (เป็นวินาที) ค่าคงที่เวลานี้บ่งชี้ว่าต้องใช้เวลานานเท่าใดเพื่อให้ขดลวดถึง 63% ของกระแสไฟที่กำหนด ตัวอย่างเช่น หากอัตรามอเตอร์อยู่ที่ 1 แอมป์ หลังจากคงที่หนึ่งครั้ง ขดลวดจะถึงประมาณ 0.63 แอมป์ โดยทั่วไปจะใช้เวลาประมาณสี่ถึงห้าครั้งเพื่อให้ขดลวดถึงกระแสเต็ม (1 แอมป์) เนื่องจากแรงบิดเป็นสัดส่วนกับกระแสไฟฟ้า หากกระแสไฟฟ้าถึง 63% เท่านั้น มอเตอร์จะผลิตแรงบิดสูงสุดประมาณ 63% หลังจากค่าคงที่ครั้งเดียว

ที่ความเร็วต่ำ ความล่าช้าในการสะสมของกระแสไฟฟ้าไม่เป็นปัญหา เนื่องจากกระแสสามารถเข้าและออกจากคอยล์ได้อย่างรวดเร็วอย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้มอเตอร์ส่งแรงบิดที่กำหนดได้ อย่างไรก็ตาม ที่ความเร็วสูง กระแสไฟฟ้าไม่สามารถเพิ่มขึ้นได้เร็วเพียงพอก่อนที่จะสวิตช์เฟสถัดไป ส่งผลให้แรงบิดลดลง

ผลกระทบของแรงดันไฟฟ้าของไดรเวอร์

แรงดันไฟฟ้าของไดรเวอร์ส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพความเร็วสูงของ a เต็ปเปอร์มอเตอร์ ส อัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าของไดรฟ์ต่อแรงดันไฟฟ้าของมอเตอร์ที่สูงขึ้นทำให้ความสามารถด้านความเร็วสูงดีขึ้น เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นทำให้กระแสไหลเข้าสู่ขดลวดได้เร็วกว่าเกณฑ์ 63% ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้

การสั่นสะเทือน

เมื่อสเต็ปเปอร์มอเตอร์เปลี่ยนจากขั้นตอนหนึ่งไปอีกขั้นหนึ่ง โรเตอร์จะไม่หยุดที่ตำแหน่งเป้าหมายทันที แต่กลับเคลื่อนผ่านตำแหน่งสุดท้าย จากนั้นถูกดึงกลับ พุ่งไปในทิศทางตรงกันข้าม และแกว่งไปมาอย่างต่อเนื่องจนกระทั่งหยุดในที่สุด ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า 'เสียงกริ่ง' เกิดขึ้นกับแต่ละขั้นตอนที่มอเตอร์ใช้ (ดูแผนภาพเชิงโต้ตอบด้านล่าง) โมเมนตัมของโรเตอร์พาโรเตอร์เกินจุดหยุด เช่นเดียวกับสายบันจี้จัม ทำให้มัน 'กระดอน' ก่อนที่จะหยุดนิ่ง อย่างไรก็ตาม ในหลายกรณี มอเตอร์ได้รับคำสั่งให้เคลื่อนไปยังขั้นตอนถัดไปก่อนที่จะหยุดสนิท

กราฟด้านล่างแสดงลักษณะการทำงานของเสียงเรียกเข้าของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ภายใต้สภาวะการโหลดต่างๆ เมื่อมอเตอร์ไม่ได้โหลด มอเตอร์จะมีเสียงกริ่งดัง ซึ่งส่งผลให้มีการสั่นสะเทือนเพิ่มขึ้น การสั่นสะเทือนที่มากเกินไปนี้อาจทำให้มอเตอร์หยุดทำงานเมื่อไม่ได้โหลดหรือโหลดเพียงเล็กน้อย เนื่องจากอาจสูญเสียการซิงโครไนซ์ ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องทดสอบกเสมอ สเต็ปเปอร์มอเตอร์ ที่มีโหลดที่เหมาะสม

อีกสองกราฟแสดงประสิทธิภาพของมอเตอร์เมื่อโหลด การโหลดมอเตอร์อย่างเหมาะสมช่วยให้การทำงานมีเสถียรภาพและลดการสั่นสะเทือน ตามหลักการแล้ว โหลดควรต้องใช้ระหว่าง 30% ถึง 70% ของแรงบิดเอาท์พุตสูงสุดของมอเตอร์ นอกจากนี้ อัตราส่วนความเฉื่อยของโหลดต่อโรเตอร์ควรอยู่ระหว่าง 1:1 ถึง 10:1 สำหรับการเคลื่อนไหวที่สั้นและเร็วขึ้น อัตราส่วนนี้ควรอยู่ใกล้ 1:1 ถึง 3:1 จะดีกว่า

ความช่วยเหลือจาก BesFoc

ผู้เชี่ยวชาญด้านการใช้งานและวิศวกรของ BesFoc พร้อมให้ความช่วยเหลือเกี่ยวกับขนาดมอเตอร์ที่เหมาะสม

เสียงสะท้อนและการสั่นสะเทือน

ก สเต็ปเปอร์มอเตอร์ จะพบกับการสั่นสะเทือนที่เพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อความถี่พัลส์อินพุตเกิดขึ้นพร้อมกันกับความถี่ธรรมชาติ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการสั่นพ้อง ซึ่งมักเกิดขึ้นประมาณ 200 Hz เมื่อเกิดเสียงสะท้อน การยิงเกินและการยิงอันเดอร์ชูตของโรเตอร์จะถูกขยายอย่างมาก ซึ่งเพิ่มโอกาสที่ก้าวจะขาดหายไป แม้ว่าความถี่เรโซแนนซ์จำเพาะอาจแตกต่างกันไปตามความเฉื่อยของโหลด แต่โดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 200 เฮิรตซ์

การสูญเสียขั้นตอนในมอเตอร์ 2 เฟส

สเต็ปเปอร์มอเตอร์ 2 เฟสสามารถพลาดสเต็ปได้ในกลุ่มละ 4 สเต็ปเท่านั้น หากคุณสังเกตเห็นการสูญเสียขั้นตอนที่เกิดขึ้นเป็นทวีคูณของสี่ แสดงว่าการสั่นสะเทือนทำให้มอเตอร์สูญเสียการซิงโครไนซ์หรือโหลดอาจมากเกินไป ในทางกลับกัน หากขั้นตอนที่พลาดไปไม่เป็นทวีคูณของสี่ มีข้อบ่งชี้ที่ชัดเจนว่าจำนวนพัลส์ไม่ถูกต้องหรือสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าส่งผลต่อประสิทธิภาพ

การบรรเทาเสียงสะท้อน

กลยุทธ์หลายอย่างสามารถช่วยบรรเทาผลกระทบจากเสียงสะท้อนได้ วิธีที่ง่ายที่สุดคือการหลีกเลี่ยงการทำงานที่ความเร็วเรโซแนนซ์โดยสิ้นเชิง เนื่องจาก 200 Hz สอดคล้องกับประมาณ 60 RPM สำหรับมอเตอร์ 2 เฟส จึงไม่ใช่ความเร็วที่สูงมาก ที่สุด ส เต็ปเปอร์มอเตอร์ มีความเร็วเริ่มต้นสูงสุดประมาณ 1,000 พัลส์ต่อวินาที (pps) ดังนั้น ในหลายกรณี คุณสามารถเริ่มการทำงานของมอเตอร์ด้วยความเร็วที่สูงกว่าความถี่เรโซแนนซ์ได้

หากคุณต้องการสตาร์ทมอเตอร์ด้วยความเร็วที่ต่ำกว่าความถี่เรโซแนนซ์ สิ่งสำคัญคือต้องเร่งความเร็วอย่างรวดเร็วผ่านช่วงเรโซแนนซ์เพื่อลดผลกระทบของการสั่นสะเทือน

การลดมุมขั้นบันได

วิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพอีกวิธีหนึ่งคือใช้มุมขั้นที่เล็กลง มุมขั้นบันไดที่ใหญ่ขึ้นมักจะส่งผลให้มีการถ่ายภาพเกินและการถ่ายภาพอันเดอร์ช็อตมากขึ้น หากมอเตอร์มีระยะการเคลื่อนที่สั้น มอเตอร์จะไม่สร้างแรง (แรงบิด) มากพอที่จะเกินพิกัดอย่างมีนัยสำคัญ ด้วยการลดมุมขั้นบันได มอเตอร์จึงมีการสั่นสะเทือนน้อยลง นี่คือเหตุผลหนึ่งว่าทำไมเทคนิคการก้าวครึ่งก้าวและไมโครสเต็ปปิ้งจึงมีประสิทธิภาพในการลดการสั่นสะเทือน

ต้องแน่ใจว่าได้เลือกมอเตอร์ตามความต้องการโหลด ขนาดมอเตอร์ที่เหมาะสมสามารถนำไปสู่ประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีขึ้น

การใช้แดมเปอร์

แดมเปอร์เป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่ต้องพิจารณา อุปกรณ์เหล่านี้สามารถติดตั้งเข้ากับเพลาด้านหลังของมอเตอร์เพื่อดูดซับพลังงานการสั่นสะเทือนบางส่วน ช่วยให้การทำงานของมอเตอร์สั่นราบรื่นในลักษณะที่คุ้มค่า

สเต็ปเปอร์มอเตอร์ 5 เฟส

ความก้าวหน้าที่ค่อนข้างใหม่ใน เทคโนโลยี สเต็ปเปอร์มอเตอร์  คือสเต็ปเปอร์มอเตอร์ 5 เฟส ความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดระหว่างมอเตอร์ 2 เฟสและ 5 เฟส (ดูแผนภาพเชิงโต้ตอบด้านล่าง) คือจำนวนขั้วสเตเตอร์: มอเตอร์ 2 เฟสมี 8 ขั้ว (4 เฟสต่อเฟส) ในขณะที่มอเตอร์ 5 เฟสมี 10 ขั้ว (2 ต่อเฟส) การออกแบบโรเตอร์จะคล้ายกับมอเตอร์ 2 เฟส

ในมอเตอร์ 2 เฟส แต่ละเฟสจะเคลื่อนโรเตอร์ไป 1/4 ฟันเฟือง ในขณะที่มอเตอร์ 5 เฟส โรเตอร์จะเคลื่อน 1/10 ของระยะฟันเนื่องจากการออกแบบ ด้วยระยะฟันที่ 7.2° มุมขั้นของมอเตอร์ 5 เฟสจะกลายเป็น 0.72° โครงสร้างนี้ช่วยให้มอเตอร์ 5 เฟสสามารถบรรลุ 500 สเต็ปต่อการปฏิวัติ เมื่อเทียบกับมอเตอร์ 2 เฟสที่มี 200 สเต็ปต่อการปฏิวัติ ซึ่งให้ความละเอียดที่มากกว่ามอเตอร์ 2 เฟสถึง 2.5 เท่า

ความละเอียดที่สูงขึ้นจะทำให้มุมขั้นบันไดเล็กลง ซึ่งช่วยลดการสั่นสะเทือนได้อย่างมาก เนื่องจากมุมสเต็ปของมอเตอร์ 5 เฟสนั้นเล็กกว่ามุมสเต็ปของมอเตอร์ 2 เฟสถึง 2.5 เท่า จึงเกิดเสียงกริ่งและการสั่นสะเทือนที่ต่ำกว่ามาก ในมอเตอร์ทั้งสองประเภท โรเตอร์ต้องยื่นเกินหรืออันเดอร์ชูตมากกว่า 3.6° จึงจะพลาดขั้นต่างๆ ด้วยมุมสเต็ปของมอเตอร์ 5 เฟสเพียง 0.72° จึงแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่มอเตอร์จะโอเวอร์ชูตหรืออันเดอร์ชูตด้วยระยะขอบดังกล่าว ส่งผลให้มีโอกาสน้อยมากที่จะสูญเสียการซิงโครไนซ์

วิธีการขับเคลื่อน

มีวิธีขับเคลื่อนหลักสี่วิธีสำหรับ สเต็ปเปอร์มอเตอร์ :

1. เวฟไดรฟ์ (เต็มขั้น)

2. เปิด 2 เฟส (เต็มขั้นตอน)

3. เปิดเฟส 1-2 (ครึ่งก้าว)

4. ไมโครสเต็ป

เวฟไดรฟ์

ในแผนภาพด้านล่าง วิธีการขับเคลื่อนคลื่นถูกทำให้ง่ายขึ้นเพื่อแสดงหลักการของมัน การหมุน 90° แต่ละครั้งที่แสดงในภาพประกอบแสดงถึงการหมุนของโรเตอร์ 1.8° ในมอเตอร์จริง

ในวิธีการขับเคลื่อนคลื่นหรือที่เรียกว่าวิธีเปิด 1 เฟส จะมีการส่งพลังงานครั้งละหนึ่งเฟสเท่านั้น เมื่อเฟส A ทำงาน มันจะสร้างขั้วใต้ที่ดึงดูดขั้วเหนือของโรเตอร์ จากนั้น เฟส A จะถูกปิด และเฟส B จะเปิดขึ้น ทำให้โรเตอร์หมุน 90° (1.8°) และกระบวนการนี้จะดำเนินต่อไปโดยแต่ละเฟสจะถูกจ่ายพลังงานทีละเฟส

ตัวขับคลื่นทำงานโดยใช้ลำดับทางไฟฟ้าสี่ขั้นตอนในการหมุนมอเตอร์

 

เปิด 2 เฟส

ในวิธีขับเคลื่อน 'เปิด 2 เฟส' มอเตอร์ทั้งสองเฟสจะได้รับพลังงานอย่างต่อเนื่อง

ดังภาพด้านล่าง การหมุน 90° แต่ละครั้งจะสัมพันธ์กับการหมุนของโรเตอร์ 1.8° เมื่อเฟส A และ B ได้รับพลังงานเป็นขั้วใต้ ขั้วเหนือของโรเตอร์จะถูกดึงดูดเท่ากันกับขั้วทั้งสอง ทำให้มันอยู่ในแนวตรงตรงกลาง เมื่อลำดับดำเนินไปและเฟสถูกเปิดใช้งาน โรเตอร์จะหมุนเพื่อรักษาการจัดตำแหน่งระหว่างขั้วไฟฟ้าทั้งสองขั้ว

วิธี 'เปิด 2 เฟส' ทำงานโดยใช้ลำดับทางไฟฟ้าสี่ขั้นตอนในการหมุนมอเตอร์

มอเตอร์ประเภท M แบบ 2 เฟสและ 2 เฟสมาตรฐานของ BesFoc ใช้วิธีขับเคลื่อน '2 Phases On' นี้

ข้อได้เปรียบหลักของวิธี '2 Phases On' เหนือวิธี '1 Phases On' คือแรงบิด ในวิธี '1 Phase On' จะมีการเปิดใช้งานเพียงเฟสเดียวเท่านั้น ส่งผลให้มีแรงบิดหนึ่งหน่วยที่กระทำต่อโรเตอร์ ในทางตรงกันข้าม วิธี 'เปิด 2 เฟส' จะให้พลังงานทั้งสองเฟสพร้อมกัน ทำให้เกิดแรงบิดสองหน่วย เวกเตอร์แรงบิดอันหนึ่งทำหน้าที่ที่ตำแหน่ง 12 นาฬิกา และอีกอันทำหน้าที่ที่ตำแหน่ง 3 นาฬิกา เมื่อเวกเตอร์แรงบิดทั้งสองนี้รวมกัน จะทำให้เกิดเวกเตอร์ผลลัพธ์ที่มุม 45° โดยมีขนาดที่มากกว่าเวกเตอร์เดี่ยวถึง 41.4% ซึ่งหมายความว่าการใช้วิธี 'เปิดเฟส 2 เฟส' ช่วยให้เราบรรลุมุมขั้นเดียวกับวิธี 'เปิดเฟส 1' ในขณะที่ให้แรงบิดเพิ่มขึ้น 41%

อย่างไรก็ตาม มอเตอร์ห้าเฟสทำงานแตกต่างออกไปบ้าง แทนที่จะใช้วิธี '2 Phases On' พวกเขาใช้วิธี '4 Phases On' ในแนวทางนี้ เฟสสี่เฟสจะถูกเปิดใช้งานพร้อมกันในแต่ละครั้งที่มอเตอร์ก้าวหนึ่งก้าว

ด้วยเหตุนี้ มอเตอร์ห้าเฟสจึงทำตามลำดับทางไฟฟ้า 10 ขั้นตอนระหว่างการทำงาน

เปิดเฟส 1-2 (ครึ่งก้าว)

วิธี '1-2 Phases On' หรือที่เรียกว่า half stepping เป็นการผสมผสานหลักการของสองวิธีก่อนหน้านี้เข้าด้วยกัน ในแนวทางนี้ ขั้นแรกเราจะเพิ่มพลังงานให้กับเฟส A ซึ่งจะทำให้โรเตอร์อยู่ในแนวเดียวกัน ขณะที่ยังคงรักษาระดับพลังงานของเฟส A เอาไว้ เราก็จะเปิดใช้งานเฟส B ต่อไป ณ จุดนี้ โรเตอร์จะดึงดูดทั้งสองขั้วเท่าๆ กันและจัดตำแหน่งไว้ตรงกลาง ส่งผลให้มีการหมุน 45° (หรือ 0.9°) ต่อไป เราจะปิดเฟส A ในขณะที่ยังคงจ่ายไฟให้กับเฟส B ต่อไป เพื่อให้มอเตอร์ก้าวไปอีกขั้น กระบวนการนี้ดำเนินต่อไป สลับกันระหว่างการจ่ายพลังงานหนึ่งเฟสและสองเฟส การทำเช่นนี้ทำให้เราลดมุมขั้นบันไดลงครึ่งหนึ่งได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งช่วยลดการสั่นสะเทือน

สำหรับมอเตอร์ 5 เฟส เราใช้กลยุทธ์ที่คล้ายกันโดยการสลับระหว่าง 4 เฟสและ 5 เฟส

โหมดครึ่งขั้นประกอบด้วยลำดับทางไฟฟ้าแปดขั้นตอน ในกรณีของมอเตอร์ห้าเฟสโดยใช้วิธี 'เปิด 4-5 เฟส' มอเตอร์จะผ่านลำดับทางไฟฟ้า 20 ขั้นตอน

ไมโครสเต็ป

(สามารถเพิ่มข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับไมโครสเต็ปปิ้งได้ หากจำเป็น)

ไมโครสเต็ปปิ้ง

Microstepping เป็นเทคนิคที่ใช้เพื่อทำให้ขั้นตอนเล็กๆ ละเอียดยิ่งขึ้น ยิ่งขั้นตอนเล็กลง ความละเอียดก็จะยิ่งสูงขึ้นและลักษณะการสั่นสะเทือนของมอเตอร์ก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ในไมโครสเต็ปปิ้ง เฟสจะไม่เปิดหรือปิดเต็มที่ แต่กลับได้รับพลังบางส่วนแทน คลื่นไซน์ถูกนำไปใช้กับทั้งเฟส A และเฟส B โดยมีเฟสต่างกัน 90° (หรือ 0.9° ในห้าเฟส สเต็ปเปอร์มอเตอร์ )

เมื่อส่งกำลังสูงสุดไปที่เฟส A เฟส B จะอยู่ที่ศูนย์ ส่งผลให้โรเตอร์อยู่ในแนวเดียวกับเฟส A เมื่อกระแสไปยังเฟส A ลดลง กระแสไปยังเฟส B จะเพิ่มขึ้น ทำให้โรเตอร์สามารถก้าวเล็กๆ ไปยังเฟส B กระบวนการนี้จะดำเนินต่อไปตามวัฏจักรกระแสระหว่างสองเฟส ส่งผลให้เกิดการเคลื่อนที่แบบไมโครสเต็ปที่ราบรื่น

อย่างไรก็ตาม ไมโครสเต็ปปิ้งทำให้เกิดความท้าทายบางประการ โดยหลักๆ แล้วเกี่ยวข้องกับความแม่นยำและแรงบิด เนื่องจากเฟสได้รับพลังงานเพียงบางส่วนเท่านั้น โดยทั่วไปมอเตอร์จะมีแรงบิดลดลงประมาณ 30% นอกจากนี้ เนื่องจากความแตกต่างของแรงบิดระหว่างสเต็ปมีน้อยมาก มอเตอร์จึงอาจประสบปัญหาในการเอาชนะโหลด ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดสถานการณ์ที่มอเตอร์ได้รับคำสั่งให้เคลื่อนที่หลายขั้นก่อนที่จะเริ่มเคลื่อนที่จริง ในหลายกรณี การรวมตัวเข้ารหัสเข้าด้วยกันเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อสร้างระบบวงปิด แม้ว่าจะเพิ่มต้นทุนโดยรวมก็ตาม

ระบบสเต็ปเปอร์มอเตอร์

ระบบวงเปิด ระบบ
วงปิด
ระบบเซอร์โว

เปิดวง

โดยทั่วไปส เต็ปเปอร์มอเตอร์ ได้รับการออกแบบให้เป็นระบบวงเปิด ในการกำหนดค่านี้ เครื่องกำเนิดพัลส์จะส่งพัลส์ไปยังวงจรลำดับเฟส ตัวจัดลำดับเฟสจะกำหนดว่าควรเปิดหรือปิดเฟสใด ดังที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ในวิธีการแบบเต็มขั้นตอนและครึ่งขั้นตอน ซีเควนเซอร์ควบคุม FET กำลังสูงเพื่อเปิดใช้งานมอเตอร์

อย่างไรก็ตาม ในระบบวงรอบเปิด ไม่มีการตรวจสอบตำแหน่ง ซึ่งหมายความว่าไม่มีทางที่จะยืนยันได้ว่ามอเตอร์มีการเคลื่อนไหวตามคำสั่งหรือไม่

วงปิด

หนึ่งในวิธีการทั่วไปในการใช้งานระบบวงปิดคือการเพิ่มตัวเข้ารหัสที่เพลาด้านหลังของมอเตอร์แบบเพลาคู่ ตัวเข้ารหัสประกอบด้วยแผ่นดิสก์บางๆ ที่มีเส้นที่หมุนระหว่างเครื่องส่งและเครื่องรับ แต่ละครั้งที่มีเส้นผ่านระหว่างส่วนประกอบทั้งสองนี้ มันจะสร้างพัลส์บนเส้นสัญญาณ

พัลส์เอาท์พุตเหล่านี้จะถูกป้อนกลับไปยังคอนโทรลเลอร์ ซึ่งจะคอยนับจำนวนพัลส์เหล่านั้น โดยทั่วไป เมื่อสิ้นสุดการเคลื่อนไหว ตัวควบคุมจะเปรียบเทียบจำนวนพัลส์ที่ส่งไปยังไดรเวอร์กับจำนวนพัลส์ที่ได้รับจากตัวเข้ารหัส รูทีนเฉพาะจะถูกดำเนินการ โดยหากการนับทั้งสองแตกต่างกัน ระบบจะปรับเพื่อแก้ไขความคลาดเคลื่อน หากการนับตรงกัน แสดงว่าไม่มีข้อผิดพลาดเกิดขึ้น และการเคลื่อนไหวสามารถดำเนินต่อไปได้อย่างราบรื่น

ข้อเสียของระบบวงปิด

ระบบวงปิดมีข้อเสียเปรียบหลักสองประการ: ต้นทุน (และความซับซ้อน) และเวลาตอบสนอง การรวมตัวเข้ารหัสจะเพิ่มค่าใช้จ่ายโดยรวมของระบบ พร้อมด้วยความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของตัวควบคุม ซึ่งก่อให้เกิดต้นทุนทั้งหมด นอกจากนี้ เนื่องจากการแก้ไขจะทำเฉพาะเมื่อสิ้นสุดการเคลื่อนไหวเท่านั้น จึงอาจทำให้เกิดความล่าช้าในระบบ ซึ่งอาจส่งผลให้เวลาตอบสนองช้าลง

ระบบเซอร์โว

อีกทางเลือกหนึ่งสำหรับระบบสเต็ปเปอร์แบบวงปิดคือระบบเซอร์โว โดยทั่วไประบบเซอร์โวจะใช้มอเตอร์ที่มีจำนวนขั้วต่ำ ทำให้มีสมรรถนะที่ความเร็วสูงแต่ขาดความสามารถในการระบุตำแหน่งโดยธรรมชาติ ในการแปลงเซอร์โวให้เป็นอุปกรณ์ระบุตำแหน่ง จำเป็นต้องมีกลไกป้อนกลับ ซึ่งมักใช้ตัวเข้ารหัสหรือรีโซลเวอร์พร้อมกับลูปควบคุม

ในระบบเซอร์โว มอเตอร์จะถูกเปิดใช้งานและปิดใช้งานจนกว่ารีโซลเวอร์จะบ่งชี้ว่าถึงตำแหน่งที่ระบุแล้ว ตัวอย่างเช่น หากเซอร์โวได้รับคำสั่งให้เคลื่อนที่ 100 รอบ เซอร์โวจะเริ่มต้นด้วยการนับรีโซลเวอร์ที่ศูนย์ มอเตอร์จะทำงานจนกระทั่งจำนวนรีโซลเวอร์ถึง 100 รอบ จากนั้นจะปิดไป หากมีการเปลี่ยนตำแหน่ง มอเตอร์จะถูกเปิดใช้งานอีกครั้งเพื่อแก้ไขตำแหน่ง

การตอบสนองของเซอร์โวต่อข้อผิดพลาดเกี่ยวกับตำแหน่งได้รับอิทธิพลจากการตั้งค่าเกน การตั้งค่าเกนสูงช่วยให้มอเตอร์ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงข้อผิดพลาดได้อย่างรวดเร็ว ในขณะที่การตั้งค่าเกนต่ำส่งผลให้การตอบสนองช้าลง อย่างไรก็ตาม การปรับการตั้งค่าเกนอาจทำให้ระบบควบคุมการเคลื่อนไหวล่าช้า ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพโดยรวม

ระบบสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบวงปิด AlphaStep

AlphaStep เป็นนวัตกรรมใหม่ของ BesFoc โซลูชัน สเต็ปเปอร์มอเตอร์  ซึ่งมีรีโซลเวอร์ในตัวที่ให้การตอบสนองตำแหน่งแบบเรียลไทม์ การออกแบบนี้ทำให้แน่ใจได้ว่าทราบตำแหน่งที่แน่นอนของโรเตอร์ตลอดเวลา ซึ่งช่วยเพิ่มความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของระบบ

ระบบสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบวงปิด AlphaStep

ไดรเวอร์ AlphaStep มีตัวนับอินพุตที่ติดตามพัลส์ทั้งหมดที่ส่งไปยังไดรฟ์ ในขณะเดียวกัน ข้อมูลป้อนกลับจากรีโซลเวอร์จะถูกส่งไปยังตัวนับตำแหน่งโรเตอร์ เพื่อให้สามารถติดตามตำแหน่งของโรเตอร์ได้อย่างต่อเนื่อง ความคลาดเคลื่อนใดๆ จะถูกบันทึกไว้ในตัวนับค่าเบี่ยงเบน

โดยทั่วไป มอเตอร์จะทำงานในโหมดวงรอบเปิด โดยจะสร้างเวกเตอร์แรงบิดเพื่อให้มอเตอร์ติดตาม อย่างไรก็ตาม หากตัวนับค่าเบี่ยงเบนบ่งชี้ถึงความคลาดเคลื่อนมากกว่า ±1.8° ตัวหาลำดับเฟสจะเปิดใช้งานเวกเตอร์แรงบิดที่ส่วนบนของเส้นโค้งการกระจัดของแรงบิด สิ่งนี้จะสร้างแรงบิดสูงสุดเพื่อปรับแนวโรเตอร์และนำโรเตอร์กลับเข้าสู่การซิงโครไนซ์ หากมอเตอร์ดับไปหลายขั้น ซีเควนเซอร์จะรวมพลังงานเวกเตอร์แรงบิดหลายตัวที่ปลายด้านบนของกราฟการกระจัดแรงบิด ผู้ขับขี่สามารถรับมือกับสภาวะโอเวอร์โหลดได้นานถึง 5 วินาที; หากล้มเหลวในการกู้คืนการซิงโครไนซ์ภายในกรอบเวลานี้ จะเกิดข้อผิดพลาดและจะส่งสัญญาณเตือน

คุณสมบัติที่โดดเด่นของระบบ AlphaStep คือความสามารถในการแก้ไขขั้นตอนที่พลาดแบบเรียลไทม์ แตกต่างจากระบบทั่วไปที่รอจนกระทั่งสิ้นสุดการเคลื่อนไหวเพื่อแก้ไขข้อผิดพลาด ไดรเวอร์ AlphaStep จะดำเนินการแก้ไขทันทีที่โรเตอร์อยู่นอกช่วง 1.8° เมื่อโรเตอร์กลับมาภายในขีดจำกัดนี้ ไดรเวอร์จะกลับสู่โหมดลูปเปิดและกลับมาใช้พลังงานเฟสที่เหมาะสมอีกครั้ง

กราฟที่แนบมานี้แสดงให้เห็นเส้นโค้งการกระจัดของแรงบิด โดยเน้นโหมดการทำงานของระบบ ได้แก่ วงเปิดและวงปิด เส้นโค้งการกระจัดของแรงบิดแสดงถึงแรงบิดที่เกิดจากเฟสเดียว ซึ่งได้แรงบิดสูงสุดเมื่อตำแหน่งของโรเตอร์เบี่ยงเบนไป 1.8° พลาดขั้นตอนได้ก็ต่อเมื่อโรเตอร์หมุนเกินมากกว่า 3.6° เนื่องจากผู้ขับขี่จะควบคุมเวกเตอร์แรงบิดเมื่อใดก็ตามที่มีการเบี่ยงเบนเกิน 1.8° มอเตอร์จึงไม่น่าจะพลาดขั้นตอนต่างๆ เว้นแต่จะประสบกับการโอเวอร์โหลดเป็นเวลานานกว่า 5 วินาที

ความแม่นยำของขั้นตอนของ AlphaStep

หลายๆ คนเข้าใจผิดว่าความแม่นยำของสเต็ปของมอเตอร์ AlphaStep คือ ±1.8° ในความเป็นจริง AlphaStep มีความแม่นยำของก้าวที่ 5 อาร์คนาที (0.083°) คนขับจะจัดการเวกเตอร์แรงบิดเมื่อโรเตอร์อยู่นอกช่วง 1.8° เมื่อโรเตอร์ตกอยู่ในช่วงนี้ ฟันของโรเตอร์จะจัดตำแหน่งอย่างแม่นยำกับเวกเตอร์แรงบิดที่ถูกสร้างขึ้น AlphaStep ช่วยให้มั่นใจได้ว่าฟันที่ถูกต้องจะสอดคล้องกับเวกเตอร์แรงบิดแบบแอคทีฟ

ซีรีส์ AlphaStep มีหลายเวอร์ชัน BesFoc นำเสนอทั้งรุ่นเพลากลมและเกียร์ที่มีอัตราทดเกียร์หลายระดับเพื่อเพิ่มความละเอียดและแรงบิดหรือเพื่อลดแรงเฉื่อยที่สะท้อนกลับ รุ่นส่วนใหญ่สามารถติดตั้งเบรกแม่เหล็กแบบป้องกันความผิดพลาดได้ นอกจากนี้ BesFoc ยังมีเวอร์ชัน 24 VDC ที่เรียกว่าซีรีส์ ASC

บทสรุป

โดยสรุป สเต็ปเปอร์มอเตอร์มีความเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการจัดตำแหน่ง ช่วยให้สามารถควบคุมทั้งระยะทางและความเร็วได้อย่างแม่นยำโดยการเปลี่ยนจำนวนพัลส์และความถี่ จำนวนขั้วที่สูงช่วยให้เกิดความแม่นยำ แม้ในขณะที่ทำงานในโหมดวงรอบเปิด เมื่อมีขนาดเหมาะสมสำหรับการใช้งานเฉพาะด้าน ก สเต็ปเปอร์มอเตอร์ จะไม่พลาดขั้นตอน ยิ่งไปกว่านั้น เนื่องจากไม่ต้องการการตอบรับตำแหน่ง สเต็ปเปอร์มอเตอร์จึงเป็นโซลูชั่นที่คุ้มค่า