Ko'rishlar: 0 Muallif: Sayt muharriri Nashr qilish vaqti: 2025-04-18 Kelib chiqishi: Sayt
A step vosita - bu oddiy dvigatel kabi doimiy ravishda aylanmasdan, aniq, sobit qadamlarda harakatlanadigan elektr motorining bir turi. U odatda 3D printerlar, CNC mashinalari, robototexnika va kamera platformalari kabi aniq pozitsiyani nazorat qilish talab qilinadigan ilovalarda qo'llaniladi.
Step motorlar elektr energiyasini ajoyib aniqlik bilan aylanish harakatiga aylantiradigan elektr motorining bir turi. Uzluksiz aylanishni ta'minlaydigan oddiy elektr motorlardan farqli o'laroq, step motorlar diskret bosqichlarda aylanadi, bu ularni aniq joylashishni aniqlashni talab qiladigan ilovalar uchun ideal qiladi.
Step motorga uning haydovchisidan yuborilgan har bir elektr zarbasi aniq harakatga olib keladi - har bir impuls ma'lum bir qadamga mos keladi. Dvigatelning aylanish tezligi to'g'ridan-to'g'ri bu impulslarning chastotasiga bog'liq: impulslar qanchalik tez yuborilsa, aylanish tezroq bo'ladi.
ning asosiy afzalliklaridan biri step motor s ularning oson boshqarish hisoblanadi. Ko'pgina drayverlar umumiy integral mikrosxemalar bilan mos keladigan 5 voltli impulslar bilan ishlaydi. Siz ushbu impulslarni yaratish uchun sxemani loyihalashingiz yoki BesFoc kabi kompaniyalarning impuls generatoridan foydalanishingiz mumkin.
Vaqti-vaqti bilan sodir bo'ladigan noaniqliklarga qaramay - standart qadamli motorlar taxminan ± 3 yoy daqiqasi (0,05 °) aniqligiga ega - bu xatolar bir necha bosqichda to'planmaydi. Misol uchun, agar standart step motor bir qadam qilsa, u 1,8 ° ± 0,05 ° aylanadi. Bir million qadamdan keyin ham umumiy og'ish hali ham ± 0,05 ° bo'lib, ularni uzoq masofalarda aniq harakatlar uchun ishonchli qiladi.
Bundan tashqari, qadamli motorlar past rotor inertsiyasi tufayli tez javob berish va tezlashtirish bilan mashhur bo'lib, ularga tezda yuqori tezlikka erishishga imkon beradi. Bu ularni, ayniqsa, qisqa va tez harakatlarni talab qiladigan ilovalar uchun mos qiladi.
A qadamli vosita to'liq aylanishni bir nechta teng bosqichlarga bo'lish orqali ishlaydi. Kichkina, boshqariladigan bosqichlarda harakat yaratish uchun elektromagnitlardan foydalanadi.
Step motor ikkita asosiy qismdan iborat:
Stator - bobinli (elektromagnit) statsionar qism.
Rotor - aylanadigan qism, ko'pincha magnit yoki temirdan yasalgan.
Stator bobinlari orqali elektr toki o'tganda magnit maydonlarni hosil qiladi.
Bu maydonlar rotorni tortadi.
Bobinlarni ma'lum bir ketma-ketlikda yoqish va o'chirish orqali rotor dumaloq harakatda bosqichma-bosqich tortiladi.
Har safar lasanga quvvat berilganda, rotor kichik burchak bilan harakat qiladi (qadam deb ataladi).
Misol uchun, agar dvigatelda aylanishda 200 qadam bo'lsa, har bir qadam rotorni 1,8 ° ga siljitadi.
Dvigatel bobinlarga yuborilgan impulslar tartibiga qarab oldinga yoki orqaga aylanishi mumkin.
A step motor drayveri vosita bobinlariga elektr impulslarini yuboradi.
Impuls qancha ko'p bo'lsa, vosita shunchalik ko'p aylanadi.
Mikrokontrollerlar (masalan, Arduino yoki Raspberry Pi) dvigatelni aniq harakatlantirish uchun ushbu drayverlarni boshqarishi mumkin.
Quyidagi rasmda birgalikda ishlaydigan bir nechta muhim komponentlardan iborat standart step motor tizimi tasvirlangan. Har bir elementning ishlashi tizimning umumiy funksionalligiga ta'sir qiladi.
Tizimning markazida kompyuter yoki dasturlashtiriladigan mantiqiy boshqaruvchi (PLC) joylashgan. Ushbu komponent nafaqat step motorini, balki butun mashinani boshqaradigan miya vazifasini bajaradi. U liftni ko'tarish yoki konveyerni siljitish kabi turli vazifalarni bajarishi mumkin. Kerakli murakkablikka qarab, bu kontroller murakkab kompyuter yoki PLC dan oddiy operator tugmachasigacha bo'lishi mumkin.
Keyingisi indeksator yoki PLC kartasi bo'lib, u maxsus ko'rsatmalar bilan bog'lanadi step motor . Harakat uchun kerakli miqdordagi impulslarni hosil qiladi va vosita tezlashishini, tezligini va sekinlashishini nazorat qilish uchun impuls chastotasini sozlaydi. Indeksator BesFoc kabi mustaqil blok yoki PLC ga ulanadigan impuls generatori kartasi bo'lishi mumkin. Ushbu komponent qanday shaklda bo'lishidan qat'i nazar, dvigatelning ishlashi uchun juda muhimdir.
Dvigatel drayveri to'rtta asosiy qismdan iborat:
Fazani boshqarish uchun mantiq: Bu mantiqiy birlik indeksatordan impulslarni oladi va dvigatelning qaysi fazasini faollashtirish kerakligini aniqlaydi. Dvigatelning to'g'ri ishlashini ta'minlash uchun fazalarni quvvatlantirish ma'lum bir ketma-ketlikka rioya qilishi kerak.
Mantiqiy quvvat manbai: Bu chip to'plami yoki dizayni asosida odatda 5 volt atrofida ishlaydigan haydovchi ichidagi integral mikrosxemalar (IC) larni quvvatlaydigan past kuchlanishli ta'minot.
Dvigatel quvvat manbai: Bu ta'minot motorni quvvatlantirish uchun zarur bo'lgan kuchlanishni ta'minlaydi, odatda 24 VDC atrofida, lekin dasturga qarab u yuqoriroq bo'lishi mumkin.
Quvvat kuchaytirgichi: Ushbu komponent oqimning vosita fazalari orqali o'tishini ta'minlaydigan tranzistorlardan iborat. Dvigatelning harakatini osonlashtirish uchun ushbu tranzistorlar to'g'ri ketma-ketlikda yoqiladi va o'chiriladi.
Nihoyat, ushbu komponentlarning barchasi yukni ko'chirish uchun birgalikda ishlaydi, bu maxsus dasturga qarab, vint, disk yoki konveyer tasmasi bo'lishi mumkin.
Step motorlarning uchta asosiy turi mavjud:
Ushbu motorlar rotor va statorda tishlarga ega, ammo doimiy magnitni o'z ichiga olmaydi. Natijada, ular ushlab turish momentiga ega emaslar, ya'ni ular energiya berilmaganda o'z pozitsiyalarini ushlab turmaydilar.
PM step motorlari rotorda doimiy magnitga ega, ammo tishlari yo'q. Ular odatda qadam burchaklarida kamroq aniqlik ko'rsatsalar-da, ular quvvat o'chirilganda o'rnini saqlab qolishga imkon beruvchi tutilish momentini ta'minlaydi.
BesFoc faqat Hybrid bo'yicha ixtisoslashgan qadam motori s. Ushbu motorlar doimiy magnitlarning magnit xususiyatlarini o'zgaruvchan istaksiz motorlarning tishli dizayni bilan birlashtiradi. Rotor eksenel magnitlangan, ya'ni odatdagi konfiguratsiyada yuqori yarmi shimoliy qutb, pastki yarmi esa janubiy qutbdir.
Rotor ikkita tishli stakandan iborat bo'lib, har birida 50 ta tish bor. Ushbu stakanlar 3,6 ° ga siljib, aniq joylashishni ta'minlaydi. Yuqoridan qaralganda, shimoliy qutb kosasidagi tish janubiy qutb kosasidagi tish bilan mos kelishini va samarali tishli uzatish tizimini yaratishini ko'rishingiz mumkin.
Gibrid step motorlar ikki fazali konstruktsiyada ishlaydi, har bir faza bir-biridan 90 ° masofada joylashgan to'rtta qutbni o'z ichiga oladi. Fazadagi har bir qutb shunday o'ralganki, bir-biridan 180 ° masofada joylashgan qutblar bir xil qutbga ega, qutblar esa bir-biridan 90 ° ga qarama-qarshi bo'ladi. Har qanday fazada oqimni teskari o'zgartirish orqali mos keladigan stator qutbining polaritesini ham o'zgartirish mumkin, bu esa vosita har qanday stator qutbini shimoliy yoki janubiy qutbga aylantirish imkonini beradi.
Bosqichli motorning rotori 50 tishdan iborat bo'lib, har bir tish o'rtasida 7,2 ° qadam bo'ladi. Dvigatel ishlayotganida, rotor tishlarining stator tishlari bilan hizalanishi har xil bo'lishi mumkin, xususan, tish qadamining to'rtdan uch qismi, yarim tish balandligi yoki to'rtdan bir qismi bilan qoplanishi mumkin. Dvigatel qadam qo'yganda, u tabiiy ravishda o'zini tiklash uchun eng qisqa yo'lni bosib o'tadi, bu har bir qadamda 1,8 ° harakatga aylanadi (chunki 7,2 ° ning 1/4 qismi 1,8 ° ga teng).
Tork va aniqlik step motorlar qutblar (tishlar) soniga ta'sir qiladi. Odatda, yuqori qutblar soni yaxshilangan moment va aniqlikka olib keladi. BesFoc o'zining standart modellarining tish balandligining yarmiga teng bo'lgan 'Yuqori aniqlikdagi' step motorlarini taklif etadi. Ushbu yuqori aniqlikdagi rotorlarda 100 ta tish bor, buning natijasida har bir tish o'rtasida 3,6 ° burchak hosil bo'ladi. Ushbu o'rnatish bilan tish qadamining 1/4 qismidagi harakat 0,9 ° kichikroq qadamga to'g'ri keladi.
Natijada, 'Yuqori aniqlik' modellari standart dvigatellarning ikki baravar yuqori o'lchamlarini ta'minlaydi, standart modellardagi 200 qadamga nisbatan bir inqilobda 400 qadamga erishadi. Kichikroq qadam burchaklari ham tebranishlarning pasayishiga olib keladi, chunki har bir qadam kamroq va asta-sekin bo'ladi.
Quyidagi diagrammada 5 fazali step motorining kesimi ko'rsatilgan. Ushbu vosita asosan ikkita asosiy qismdan iborat: stator va rotor. Rotorning o'zi uchta komponentdan iborat: rotor chashka 1, rotor chashka 2 va doimiy magnit. Rotor eksenel yo'nalishda magnitlangan; masalan, rotor chashka 1 shimoliy qutb sifatida belgilangan bo'lsa, rotor chashka 2 janubiy qutb bo'ladi.
Statorda 10 ta magnit qutb mavjud bo'lib, ularning har biri kichik tishlar va mos keladigan sariqlar bilan jihozlangan. Ushbu o'rashlar har biri o'zining qarama-qarshi qutbining o'rashiga ulangan tarzda yaratilgan. Oqim bir juft o'rash orqali o'tganda, ular bog'laydigan qutblar bir xil yo'nalishda - shimolda yoki janubda magnitlanadi.
Har bir qarama-qarshi qutb juftligi dvigatelning bir fazasini tashkil qiladi. Jami 10 ta magnit qutb mavjudligini hisobga olsak, bu 5 fazali beshta fazaga olib keladi. step motor.
Muhimi, har bir rotor chashka tashqi perimetri bo'ylab 50 ta tishga ega. Rotor idishi 1 va rotor kosasi 2 ustidagi tishlar bir-biridan yarim tish pog'onasiga mexanik ravishda siljiydi, bu esa ish paytida aniq hizalanish va harakatlanish imkonini beradi.
Tezlik-moment egri chizig'ini qanday o'qishni tushunish juda muhim, chunki u dvigatel nimaga erisha olishi haqida tushuncha beradi. Ushbu egri chiziqlar ma'lum bir haydovchi bilan bog'langanda ma'lum bir dvigatelning ishlash xususiyatlarini ifodalaydi. Dvigatel ishlagandan so'ng, uning moment chiqishi haydovchi turiga va qo'llaniladigan kuchlanishga ta'sir qiladi. Natijada, bir xil vosita ishlatiladigan haydovchiga qarab sezilarli darajada farqli tezlik-moment egri chizig'ini ko'rsatishi mumkin.
BesFoc ushbu tezlik-moment egri chiziqlarini mos yozuvlar sifatida taqdim etadi. Agar siz xuddi shunday kuchlanish va oqim ko'rsatkichlariga ega bo'lgan drayverga ega dvigateldan foydalansangiz, taqqoslanadigan ishlashni kutishingiz mumkin. Interaktiv tajriba uchun quyida keltirilgan tezlik-moment egri chizig'iga qarang:
Tutish momenti
Bu vosita tinch holatda bo'lganda ishlab chiqarilgan momentning miqdori, nominal oqim uning sariqlari orqali oqadi.
Ishga tushirish/To'xtatish hududi
Ushbu bo'limda vosita bir zumda ishga tushishi, to'xtashi yoki orqaga qaytishi mumkin bo'lgan moment va tezlik qiymatlari ko'rsatilgan.
Pull-In momenti
Bular kirish impulslari bilan sinxron holatda qolgan holda dvigatelni ishga tushirish, to'xtatish yoki orqaga qaytarish imkonini beruvchi moment va tezlik qiymatlari.
Chiqib ketish momenti
Bu vosita kirish fazalari bilan sinxronizatsiyani saqlab, to'xtamasdan ishlashi mumkin bo'lgan moment va tezlik qiymatlarini bildiradi. Bu vosita ish paytida etkazib beradigan maksimal momentni ifodalaydi.
Maksimal ishga tushirish tezligi
Bu yuk qo'llanilmaganda vosita ishga tushishi mumkin bo'lgan eng yuqori tezlikdir.
Maksimal ishlash tezligi
Bu vosita yuksiz ishlaganda erisha oladigan eng tez tezlikni bildiradi.
Kirish va tortib olish momenti o'rtasidagi hududda ishlash uchun vosita dastlab ishga tushirish/to'xtatish hududida ishga tushishi kerak. Dvigatel ishlay boshlaganda, kerakli tezlikka erishilgunga qadar puls tezligi asta-sekin oshiriladi. Dvigatelni to'xtatish uchun tezlik tortishish momenti egri chizig'idan pastga tushguncha kamayadi.
Moment oqim kuchiga va dvigateldagi simlarning aylanish soniga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Torkni 20% ga oshirish uchun oqim ham taxminan 20% ga oshirilishi kerak. Aksincha, momentni 50% ga kamaytirish uchun oqimni 50% ga kamaytirish kerak.
Biroq, magnit to'yinganligi sababli, oqimni nominal oqimdan ikki baravar ortiq oshirishning foydasi yo'q, chunki bu nuqtadan tashqari, keyingi o'sish momentni kuchaytirmaydi. Nominal oqimdan taxminan o'n baravar ko'p ishlaydigan rotorni demagnetizatsiya qilish xavfi mavjud.
Bizning barcha motorlarimiz B sinfidagi izolyatsiya bilan jihozlangan bo'lib, izolyatsiya yomonlasha boshlagunga qadar 130 ° S gacha bo'lgan haroratga bardosh bera oladi. Uzoq umr ko'rish uchun biz ichkaridan tashqariga 30 ° C harorat farqini saqlashni tavsiya qilamiz, ya'ni tashqi korpus harorati 100 ° C dan oshmasligi kerak.
Induktivlik yuqori tezlikdagi moment ishlashida muhim rol o'ynaydi. Bu motorlar nima uchun cheksiz yuqori momentni namoyish etmasligini tushuntiradi. Dvigatelning har bir o'rashi indüktans va qarshilikning alohida qiymatlariga ega. Genrisda o'lchangan indüktans, ohmdagi qarshilikka bo'linadi, natijada vaqt doimiysi (sekundlarda). Bu vaqt doimiysi lasan nominal oqimining 63% ga yetishi uchun qancha vaqt kerakligini ko'rsatadi. Misol uchun, agar vosita 1 amper uchun baholangan bo'lsa, bir marta doimiy bo'lgandan so'ng, bobin taxminan 0,63 amperga etadi. Bobin to'liq oqimga (1 amper) etib borishi uchun odatda to'rt-besh vaqt konstantasi kerak bo'ladi. Moment oqimga mutanosib bo'lgani uchun, agar oqim faqat 63% ga yetsa, vosita bir martalik doimiydan keyin maksimal momentning taxminan 63% ni ishlab chiqaradi.
Past tezlikda, oqimning to'planishidagi bu kechikish muammo emas, chunki oqim samarali ravishda bobinlarga tezda kirib, chiqishi mumkin, bu esa vosita nominal momentni etkazib berishga imkon beradi. Biroq, yuqori tezlikda, keyingi faza o'tishdan oldin oqim etarlicha tez o'sishi mumkin emas, buning natijasida moment kamayadi.
Drayv kuchlanishi a ning yuqori tezlikda ishlashiga sezilarli ta'sir qiladi step motor . Drayv kuchlanishining dvigatel kuchlanishiga yuqori nisbati yuqori tezlikda ishlash qobiliyatini yaxshilashga olib keladi. Buning sababi shundaki, ko'tarilgan kuchlanish oqimning o'rashlarga ilgari muhokama qilingan 63% chegaradan tezroq oqishiga imkon beradi.
Bosqichli vosita bir qadamdan ikkinchisiga o'tganda, rotor maqsadli holatda bir zumda to'xtamaydi. Buning o'rniga, u oxirgi pozitsiyadan o'tib ketadi, keyin orqaga tortiladi, teskari yo'nalishda oshib ketadi va oxir-oqibat to'xtaguncha oldinga va orqaga tebranishda davom etadi. 'Qo'ng'iroq' deb ataladigan bu hodisa motorning har bir qadamida sodir bo'ladi (quyidagi interaktiv diagrammaga qarang). Bungee shnuriga o'xshab, rotorning impulsi uni to'xtash nuqtasidan tashqariga olib chiqadi va dam olishdan oldin uni 'sakrash' ga olib keladi. Biroq, ko'p hollarda, vosita to'liq to'xtamasdan oldin keyingi bosqichga o'tishni buyuradi.
Quyidagi grafiklar turli xil yuklash sharoitida step motorining jiringlashini ko'rsatadi. Dvigatel tushirilganda, u sezilarli jiringlashni ko'rsatadi, bu esa tebranishning kuchayishiga olib keladi. Bu haddan tashqari tebranish, motorni tushirilganda yoki engil yuklanganda to'xtab qolishiga olib kelishi mumkin, chunki u sinxronizatsiyani yo'qotishi mumkin. Shuning uchun har doim a testini o'tkazish juda muhimdir step motor . tegishli yuk bilan
Boshqa ikkita grafik yuklanganda dvigatelning ishlashini tasvirlaydi. Dvigatelni to'g'ri yuklash uning ishlashini barqarorlashtirishga va tebranishni kamaytirishga yordam beradi. Ideal holda, yuk dvigatelning maksimal aylanish momentining 30% dan 70% gacha bo'lishini talab qilishi kerak. Bundan tashqari, yukning rotorga nisbatan inertsiya nisbati 1: 1 va 10: 1 oralig'ida bo'lishi kerak. Qisqaroq va tezroq harakatlar uchun bu nisbat 1: 1 dan 3: 1 gacha yaqinroq bo'lishi afzalroqdir.
BesFoc dastur bo'yicha mutaxassislari va muhandislari motorni to'g'ri o'lchashda yordam berishlari mumkin.
A qadamli vosita kirish impuls chastotasi uning tabiiy chastotasiga to'g'ri kelganda sezilarli darajada tebranishlarni boshdan kechiradi, bu rezonans deb nomlanuvchi hodisa. Bu ko'pincha 200 Gts atrofida sodir bo'ladi. Rezonansda rotorning haddan tashqari ko'tarilishi va kamayishi sezilarli darajada kuchayadi, bu esa etishmayotgan qadamlar ehtimolini oshiradi. Muayyan rezonans chastotasi yuk inertsiyasiga qarab o'zgarishi mumkin bo'lsa-da, u odatda 200 Gts atrofida harakat qiladi.
2 fazali step motorlar faqat to'rtta guruhdagi qadamlarni o'tkazib yuborishi mumkin. Agar qadamning yo'qolishi to'rtdan ortiq bo'lsa, bu tebranishlar vosita sinxronizatsiyasini yo'qotishiga yoki ortiqcha yuk bo'lishi mumkinligini ko'rsatadi. Aksincha, agar o'tkazib yuborilgan qadamlar to'rtga ko'paymasa, pulsning noto'g'riligi yoki elektr shovqini ishlashga ta'sir qilishining kuchli belgisi mavjud.
Bir nechta strategiyalar rezonans ta'sirini yumshatishga yordam beradi. Eng oddiy yondashuv rezonans tezligida ishlashdan butunlay qochishdir. 200 Gts 2 fazali dvigatel uchun taxminan 60 RPM ga to'g'ri kelganligi sababli, bu juda yuqori tezlik emas. Ko'pchilik step motorlar sekundiga 1000 impuls (pps) atrofida maksimal boshlash tezligiga ega. Shuning uchun, ko'p hollarda siz vosita ishini rezonans chastotasidan yuqori tezlikda boshlashingiz mumkin.
Agar siz dvigatelni rezonans chastotasidan past tezlikda ishga tushirishingiz kerak bo'lsa, tebranish ta'sirini minimallashtirish uchun rezonans diapazoni bo'ylab tez tezlashtirish muhimdir.
Yana bir samarali yechim kichikroq qadam burchagidan foydalanishdir. Kattaroq qadam burchaklari, odatda, ko'proq oshib ketish va kam tortishga olib keladi. Agar dvigatel qisqa masofani bosib o'tsa, u sezilarli darajada oshib ketish uchun etarli kuch (moment) hosil qilmaydi. Qadam burchagini kamaytirish orqali vosita kamroq tebranishni boshdan kechiradi. Bu tebranishlarni pasaytirishda yarim qadam va mikrosteplash usullarining samarali bo'lishining sabablaridan biridir.
Dvigatelni yuk talablariga qarab tanlaganingizga ishonch hosil qiling. Dvigatelning to'g'ri o'lchamlari yaxshi umumiy ishlashga olib kelishi mumkin.
Damperlar e'tiborga olinadigan yana bir variant. Ushbu qurilmalar tebranish energiyasining bir qismini olish uchun dvigatelning orqa miliga o'rnatilishi mumkin, bu tebranish dvigatelining ishlashini tejamkor tarzda yumshatishga yordam beradi.
Nisbatan yangi taraqqiyot step motor texnologiyasi 5 fazali step motoridir. 2 fazali va 5 fazali motorlar o'rtasidagi eng sezilarli farq (quyidagi interaktiv diagrammaga qarang) stator qutblarining soni: 2 fazali motorlarda 8 ta qutb (har bir fazada 4 ta), 5 fazali motorlarda esa 10 ta qutb (har bir fazada 2 ta) mavjud. Rotor dizayni 2 fazali dvigatelga o'xshaydi.
2 fazali dvigatelda har bir faza rotorni 1/4 tish qadamiga siljitadi, 5 fazali dvigatelda esa rotor o'zining dizayni tufayli tish qadamining 1/10 qismini harakatga keltiradi. 7,2 ° tish balandligi bilan 5 fazali vosita uchun qadam burchagi 0,72 ° ga aylanadi. Bu konstruksiya 5 fazali dvigatelga 500 qadamga erishishga imkon beradi, 2 fazali dvigatelning 200 qadamiga nisbatan, bu 2 fazali dvigateldan 2,5 baravar ko'p ruxsatni ta'minlaydi.
Yuqori piksellar soni kichikroq qadam burchagiga olib keladi, bu tebranishni sezilarli darajada kamaytiradi. 5 fazali dvigatelning qadam burchagi 2 fazali dvigateldan 2,5 baravar kichik bo'lgani uchun u ancha past qo'ng'iroq va tebranishlarni boshdan kechiradi. Har ikkala dvigatel turida ham qadamlarni o'tkazib yuborish uchun rotor 3,6 ° dan oshib ketishi yoki kamayishi kerak. 5 fazali dvigatelning qadam burchagi bor-yo'g'i 0,72 ° bo'lganida, dvigatelning bunday chegaradan oshib ketishi yoki tushishi deyarli imkonsiz bo'lib qoladi, natijada sinxronizatsiyani yo'qotish ehtimoli juda past bo'ladi.
To'rtta asosiy haydash usuli mavjud qadam motori :
Wave Drive (to'liq qadam)
2 faza yoqilgan (toʻliq bosqich)
1-2 faza yoqilgan (yarim qadam)
Mikroqadam
Quyidagi diagrammada to'lqin qo'zg'alish usuli uning tamoyillarini ko'rsatish uchun soddalashtirilgan. Rasmda tasvirlangan har bir 90 ° burilish haqiqiy dvigatelda rotorning 1,8 ° aylanishini bildiradi.
1 fazali ON usuli sifatida ham tanilgan to'lqin qo'zg'aysan usulida bir vaqtning o'zida faqat bitta faza quvvatlanadi. A fazasi faollashtirilganda, u rotorning shimoliy qutbini o'ziga tortadigan janubiy qutb hosil qiladi. So'ngra, A fazasi o'chiriladi va B fazasi ochiladi, bu rotorning 90 ° (1,8 °) ga aylanishiga olib keladi va bu jarayon har bir faza alohida quvvatlanishi bilan davom etadi.
To'lqinli haydovchi dvigatelni aylantirish uchun to'rt bosqichli elektr ketma-ketligi bilan ishlaydi.
'2 faza yoqilgan' qo'zg'alish usulida dvigatelning ikkala fazasi ham doimiy ravishda quvvatlanadi.
Quyida ko'rsatilgandek, har bir 90 ° burilish rotorning 1,8 ° aylanishiga to'g'ri keladi. Ikkala A va B fazalari janubiy qutblar sifatida quvvatlanganda, rotorning shimoliy qutbi ikkala qutbga teng ravishda tortiladi va bu to'g'ridan-to'g'ri o'rtada tekislanadi. Ketma-ketlik davom etar ekan va fazalar faollashganda, rotor ikkita quvvatlangan qutb o'rtasidagi moslikni saqlab qolish uchun aylanadi.
'2 faza yoqilgan' usuli dvigatelni aylantirish uchun to'rt bosqichli elektr ketma-ketligidan foydalangan holda ishlaydi.
BesFocning standart 2 fazali va 2 fazali M tipidagi motorlari ushbu '2 fazali yoqilgan' haydovchi usulidan foydalanadi.
'2 Faza Yoqilgan' usulining '1 Faza Yoqilgan' usulidan asosiy afzalligi momentdir. '1 Faza Yoqilgan' usulida bir vaqtning o'zida faqat bitta faza faollashtiriladi, buning natijasida rotorga bitta moment birligi ta'sir qiladi. Aksincha, '2 faza yoqilgan' usuli ikkala fazani bir vaqtning o'zida quvvatlantiradi va ikki birlik moment ishlab chiqaradi. Bir moment vektori soat 12 holatida, ikkinchisi esa soat 3 holatida ishlaydi. Ushbu ikkita moment vektorlari birlashtirilganda, ular bitta vektornikidan 41,4% kattaroq bo'lgan 45 ° burchak ostida natija vektorini yaratadilar. Bu shuni anglatadiki, '2 Faza Yoqilgan' usulidan foydalanish bizga '1 Faza Yoqilgan' usuli bilan bir xil qadam burchagiga erishish va 41% ko'proq momentni etkazib berish imkonini beradi.
Biroq, besh fazali motorlar biroz boshqacha ishlaydi. '2 fazali yoqish' usulini qo'llash o'rniga ular '4 fazali yoqish' usulidan foydalanadilar. Ushbu yondashuvda, vosita har qadam tashlaganida, to'rtta faza bir vaqtning o'zida faollashadi.
Natijada, besh fazali vosita ish paytida 10 bosqichli elektr ketma-ketligiga amal qiladi.
Yarim qadam sifatida ham tanilgan '1-2 Faza Yoqilgan' usuli avvalgi ikkita usulning tamoyillarini birlashtiradi. Ushbu yondashuvda biz birinchi navbatda A fazasini quvvatlantiramiz, bu esa rotorning hizalanishiga olib keladi. A fazasini energiya bilan ta'minlagan holda, biz B fazasini faollashtiramiz. Ushbu nuqtada rotor ikkala qutbga teng ravishda tortiladi va o'rtada tekislanadi, natijada 45 ° (yoki 0,9 °) burilish hosil bo'ladi. Keyinchalik, biz A fazasini o'chirib, B fazasini quvvatlantirishni davom ettiramiz, bu esa vosita yana bir qadam tashlashga imkon beradi. Bu jarayon davom etadi, bir faza va ikki fazani quvvatlantirish o'rtasida almashadi. Shunday qilib, biz tebranishlarni kamaytirishga yordam beradigan qadam burchagini samarali ravishda yarmiga qisqartiramiz.
5 fazali dvigatel uchun biz 4 fazani yoqish va 5 fazani almashtirish orqali shunga o'xshash strategiyani qo'llaymiz.
Yarim bosqichli rejim sakkiz bosqichli elektr ketma-ketligidan iborat. Besh fazali dvigatelda '4-5 fazani yoqish' usulida vosita 20 bosqichli elektr ketma-ketligidan o'tadi.
(Agar kerak bo'lsa, microstepping haqida qo'shimcha ma'lumot qo'shilishi mumkin.)
Microstepping - bu kichikroq qadamlarni yanada nozik qilish uchun ishlatiladigan usul. Bosqichlar qanchalik kichik bo'lsa, ruxsat shunchalik yuqori bo'ladi va dvigatelning tebranish xususiyatlari shunchalik yaxshi bo'ladi. Microsteppingda faza to'liq yoqilmaydi yoki to'liq o'chirilmaydi; aksincha, u qisman quvvatlanadi. Sinus to'lqinlar A va B fazalariga qo'llaniladi, fazalar farqi 90 ° (yoki besh fazada 0,9 °). step motor ).
Maksimal quvvat A fazaga qo'llanilganda, B faza nolga teng bo'lib, rotorning A fazasiga to'g'ri kelishiga olib keladi. A fazasiga tok kamayishi bilan B fazaga tok kuchayadi, bu rotorga B fazasi tomon kichik qadamlar qo'yish imkonini beradi. Bu jarayon oqim ikki faza o'rtasida aylanayotganda davom etadi, natijada silliq mikropog'onali harakat paydo bo'ladi.
Biroq, microstepping ba'zi qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi, asosan aniqlik va moment bilan bog'liq. Fazalar faqat qisman quvvatlanganligi sababli, vosita odatda momentni taxminan 30% ga kamaytiradi. Bunga qo'shimcha ravishda, qadamlar orasidagi moment farqi minimal bo'lganligi sababli, vosita yukni engish uchun qiynalishi mumkin, bu esa vosita harakatni boshlashdan oldin bir necha qadam harakat qilishni buyurgan holatlarga olib kelishi mumkin. Ko'pgina hollarda, yopiq tizimni yaratish uchun kodlovchilarni o'z ichiga olishi kerak, ammo bu umumiy xarajatlarni oshiradi.
Ochiq aylanish tizimlari
Yopiq aylanish tizimlari
Servo tizimlar
step motorlar odatda ochiq aylanish tizimlari sifatida ishlab chiqilgan. Ushbu konfiguratsiyada impuls generatori fazalarni tartiblash pallasiga impulslarni yuboradi. Fazalar ketma-ketligi to'liq bosqichli va yarim bosqichli usullarda ilgari tasvirlanganidek, qaysi fazalarni yoqish yoki o'chirish kerakligini aniqlaydi. Sekvenser dvigatelni faollashtirish uchun yuqori quvvatli FETlarni boshqaradi.
Biroq, ochiq aylanish tizimida joylashuvni tekshirish yo'q, ya'ni vosita buyruq qilingan harakatni bajarganligini tasdiqlashning hech qanday usuli yo'q.
Yopiq tsiklli tizimni amalga oshirishning eng keng tarqalgan usullaridan biri bu ikki valli dvigatelning orqa miliga kodlovchini qo'shishdir. Kodlovchi uzatuvchi va qabul qiluvchi o'rtasida aylanadigan chiziqlar bilan belgilangan nozik diskdan iborat. Har safar ushbu ikki komponent o'rtasida chiziq o'tganda, u signal chiziqlarida impuls hosil qiladi.
Ushbu chiqish impulslari keyin ularning sonini saqlaydigan kontrollerga qaytariladi. Odatda, harakat oxirida kontroller haydovchiga yuborilgan impulslar sonini kodlovchidan olingan impulslar soni bilan solishtiradi. Muayyan tartib bajariladi, unga ko'ra, agar ikkita hisoblash farq qilsa, tizim tafovutni tuzatish uchun moslashtiradi. Agar hisoblar mos kelsa, bu xatolik yuz bermaganligini va harakat muammosiz davom etishini ko'rsatadi.
Yopiq tizim ikkita asosiy kamchilikka ega: xarajat (va murakkablik) va javob vaqti. Kodlovchining qo'shilishi tizimning umumiy xarajatlariga qo'shiladi va nazoratchining murakkabligini oshiradi, bu umumiy xarajatlarga hissa qo'shadi. Bundan tashqari, tuzatishlar faqat harakat oxirida amalga oshirilganligi sababli, bu tizimda kechikishlarni keltirib chiqarishi mumkin, bu esa javob vaqtini sekinlashtirishi mumkin.
Yopiq bosqichli tizimlarga alternativa servo tizimdir. Servo tizimlar odatda past qutbli motorlardan foydalanadi, bu esa yuqori tezlikda ishlash imkonini beradi, lekin o'ziga xos joylashishni aniqlash qobiliyatiga ega emas. Servoni pozitsion qurilmaga aylantirish uchun qayta aloqa mexanizmlari kerak bo'ladi, ko'pincha enkoder yoki rezolyutsiyani nazorat qilish halqalari bilan birga ishlatadi.
Servo tizimda vosita aniqlangan pozitsiyaga erishilganligini bildirmaguncha faollashtiriladi va o'chiriladi. Misol uchun, agar servoga 100 aylanishni o'tkazish buyurilgan bo'lsa, u rezolyutsiyani nolga tenglashtirishdan boshlanadi. Dvigatel hal qiluvchi soni 100 aylanishga yetguncha ishlaydi, shu nuqtada u o'chadi. Har qanday joylashuv o'zgarishi bo'lsa, vosita pozitsiyani to'g'rilash uchun qayta ishga tushiriladi.
Servoning pozitsiyali xatolarga javobi daromad sozlamasidan ta'sirlanadi. Yuqori daromad sozlamasi vosita xatolikdagi o'zgarishlarga tez javob berishga imkon beradi, past daromad sozlamasi esa sekinroq javob beradi. Biroq, daromad sozlamalarini sozlash harakatni boshqarish tizimiga vaqt kechikishlarini keltirib chiqarishi mumkin, bu umumiy ishlashga ta'sir qiladi.
AlphaStep BesFoc kompaniyasining innovatsionidir step motorli yechim. real vaqt rejimida joylashuv haqida fikr-mulohazalarni taklif qiluvchi integratsiyalashgan rezolyutsiyani o'z ichiga olgan Ushbu dizayn rotorning aniq joylashuvi har doim ma'lum bo'lishini ta'minlaydi, tizimning aniqligi va ishonchliligini oshiradi.
AlphaStep drayverida haydovchiga yuborilgan barcha impulslarni kuzatib boradigan kirish hisoblagichi mavjud. Bir vaqtning o'zida rezolyutsiyadan olingan fikr-mulohazalar rotor pozitsiyasini hisoblagichga yo'naltiriladi, bu rotorning holatini doimiy ravishda kuzatib borish imkonini beradi. Har qanday nomuvofiqliklar og'ish hisoblagichida qayd etiladi.
Odatda, vosita ochiq pastadir rejimida ishlaydi, bu esa vosita uchun tork vektorlarini hosil qiladi. Biroq, agar og'ish hisoblagichi ± 1,8 ° dan katta nomuvofiqlikni ko'rsatsa, fazalar ketma-ketligi momentni almashtirish egri chizig'ining yuqori qismidagi moment vektorini faollashtiradi. Bu rotorni qayta tekislash va uni sinxronlashtirish uchun maksimal moment hosil qiladi. Agar vosita bir necha bosqichda o'chirilgan bo'lsa, sekvenser momentni almashtirish egri chizig'ining yuqori uchida bir nechta moment vektorlarini quvvatlantiradi. Haydovchi 5 soniyagacha haddan tashqari yuklanish sharoitlariga bardosh bera oladi; agar ushbu vaqt oralig'ida sinxronizatsiyani tiklay olmasa, nosozlik paydo bo'ladi va signal beriladi.
AlphaStep tizimining ajoyib xususiyati uning o'tkazib yuborilgan qadamlar uchun real vaqt rejimida tuzatishlar kiritish qobiliyatidir. Har qanday xatoliklarni tuzatish uchun harakat oxirigacha kutadigan an'anaviy tizimlardan farqli o'laroq, AlphaStep drayveri rotor 1,8 ° diapazondan tashqariga tushishi bilanoq tuzatuvchi chora ko'radi. Rotor ushbu chegaraga qaytgandan so'ng, haydovchi ochiq aylanish rejimiga qaytadi va tegishli fazalarni quvvatlantirishni davom ettiradi.
Qo'shilgan grafik tizimning ish rejimlarini ta'kidlab, momentni almashtirish egri chizig'ini ko'rsatadi - ochiq halqa va yopiq pastadir. Momentni almashtirish egri chizig'i bir fazada hosil bo'lgan momentni ifodalaydi, rotor pozitsiyasi 1,8 ° ga og'ishganda maksimal momentga erishadi. Agar rotor 3,6° dan oshib ketsa, qadamni o'tkazib yuborish mumkin. Har safar og'ish 1,8 ° dan oshganda, haydovchi moment vektorini nazorat qilganligi sababli, vosita 5 soniyadan ko'proq davom etadigan ortiqcha yukni boshdan kechirmasa, qadamlarni o'tkazib yuborishi dargumon.
Ko'p odamlar AlphaStep motorining qadam aniqligi ± 1,8 ° deb noto'g'ri ishonishadi. Aslida, AlphaStep 5 yoy daqiqasi (0,083 °) qadam aniqligiga ega. Rotor 1,8 ° diapazondan tashqarida bo'lsa, haydovchi moment vektorlarini boshqaradi. Rotor ushbu diapazonga tushgandan so'ng, rotor tishlari hosil bo'ladigan moment vektoriga aniq mos keladi. AlphaStep to'g'ri tishning faol moment vektoriga mos kelishini ta'minlaydi.
AlphaStep seriyasi turli xil versiyalarda mavjud. BesFoc o'lchamlari va momentini oshirish yoki aks ettirilgan inertsiyani minimallashtirish uchun bir nechta tishli nisbatlarga ega yumaloq mil va tishli modellarni taklif qiladi. Aksariyat versiyalar muvaffaqiyatsizlikka uchramaydigan magnit tormoz bilan jihozlanishi mumkin. Bundan tashqari, BesFoc ASC seriyali deb nomlangan 24 VDC versiyasini taqdim etadi.
Xulosa qilib aytganda, step motorlari joylashishni aniqlash dasturlari uchun juda mos keladi. Ular puls soni va chastotasini o'zgartirish orqali masofani ham, tezlikni ham aniq boshqarish imkonini beradi. Ularning yuqori qutblar soni ochiq aylanish rejimida ishlaganda ham aniqlikni ta'minlaydi. Muayyan dastur uchun to'g'ri o'lchamda, a step motor qadamlarni o'tkazib yubormaydi. Bundan tashqari, ular pozitsion fikr-mulohazalarni talab qilmagani uchun, step motorlar iqtisodiy jihatdan samarali echimdir.
