Kòm yon aktuateur,motè pa etapse youn nan pwodwi kle nan mekatronik, ki lajman itilize nan divès sistèm kontwòl automatisation. Avèk devlopman mikwoelektwonik ak teknoloji òdinatè, demann pou motè stepper ap ogmante chak jou, epi yo itilize nan divès domèn ekonomik nasyonal.
01 Kisa yonmotè pa etap
Motè stepper se yon aparèy elektwomekanik ki konvèti dirèkteman pulsasyon elektrik an mouvman mekanik. Lè yo kontwole sekans, frekans ak kantite pulsasyon elektrik ki aplike sou bobin motè a, yo ka kontwole direksyon, vitès ak ang wotasyon motè stepper la. San yo pa itilize yon sistèm kontwòl bouk fèmen ak deteksyon pozisyon, yo ka reyalize yon kontwòl presi pozisyon ak vitès lè l sèvi avèk yon sistèm kontwòl bouk ouvè senp, bon mache ki konpoze de yon motè stepper ak chofè ki akonpaye li.
02 motè pa etapestrikti debaz ak prensip fonksyònman
Estrikti debaz:
Prensip fonksyònman: Dapre batman kè kontwòl ekstèn ak siyal direksyon chofè motè stepper la, atravè sikwi lojik entèn li, li kontwole bobin motè stepper la nan yon sekans distribisyon tan espesifik, pou pi devan oswa pou dèyè, pou motè a ka vire pi devan / dèyè, oswa bloke.
Pran yon motè stepper de faz 1.8 degre kòm egzanp: lè tou de bobin yo anba enèji epi yo eksite, arbr pwodiksyon motè a ap rete fiks epi bloke nan pozisyon li. Koupl maksimòm ki pral kenbe motè a bloke nan kouran nominal la se koupl kenbe a. Si kouran an nan youn nan bobin yo redireksyone, motè a ap vire yon pa (1.8 degre) nan yon direksyon bay.
Menm jan an tou, si kouran ki nan lòt bobin lan chanje direksyon, motè a ap vire yon pa (1.8 degre) nan direksyon opoze a anvan an. Lè kouran ki pase nan bobin yo redireksyon sekansyèl pou ale nan eksitasyon, motè a ap vire nan yon pa kontinyèl nan direksyon yo bay la avèk yon presizyon trè wo. Pou 1.8 degre nan motè pa-a-pa de faz, wotasyon yon semèn pran 200 pa.
Motè stepper de faz yo gen de kalite bobin: bipolè ak unipolè. Motè bipolè yo gen yon sèl bobin pou chak faz, motè a ap kontinye wote kouran an nan menm bobin nan pou yon eksitasyon varyab sekansyèl. Konsepsyon sikwi kondwi a mande uit switch elektwonik pou komitasyon sekansyèl.
Motè unipolè yo gen de bobin ki gen polarite opoze sou chak faz, epi motè a
vire kontinyèlman lè li bay de bobin yo enèji altènativman sou menm faz la.
Sikwi kondwi a fèt pou mande sèlman kat switch elektwonik. Nan bipolè a
mòd kondwi, koupl pwodiksyon motè a ogmante apeprè 40% konpare ak la
mòd kondwi unipolè paske bobin bobinaj chak faz yo eksite 100%.
03, Chaj motè stepper
A. Chaj moman (Tf)
Tf = G * r
G: Pwa chaj
r: reyon
B. Chaj inèsi (TJ)
TJ = J * dw/dt
J = M * (R12+R22) / 2 (Kg * cm)
M: Mas chaj
R1: Reyon bag ekstèn lan
R2: Reyon bag enteryè a
dω/dt: Akselerasyon angilè
04, koub vitès-koupl motè stepper
Koub vitès-koupl la se yon ekspresyon enpòtan nan karakteristik pwodiksyon motè stepper la.
motè.
A. Pwen frekans fonksyònman motè stepper la
Valè vitès motè stepper a nan yon sèten pwen.
n = q * Hz / (360 * D)
n: rev/seg
Hz: Valè frekans
D: Valè entèpolasyon sikwi kondwi a
q: ang etap motè stepper la
Pa egzanp, yon motè stepper ak yon ang anplasman 1.8°, ak yon kondwi entèpolasyon 1/2(sa vle di, 0.9° pa etap), gen yon vitès 1.25 r/s nan yon frekans fonksyònman 500 Hz.
B. Zòn oto-demaraj motè stepper la
Zòn kote motè stepper la ka kòmanse epi kanpe dirèkteman.
C. Zòn operasyon kontinyèl
Nan zòn sa a, motè stepper la pa ka ni kòmanse ni kanpe dirèkteman. Motè stepper yo nanzòn sa a dwe pase nan zòn demaraj otomatik la anvan, epi apre sa li dwe akselere pou rive lazòn operasyon an. Menm jan an tou, motè stepper nan zòn sa a pa ka frene dirèkteman,sinon li fasil pou lakòz motè stepper la pèdi vitès, li dwe premye ralanti pouzòn ki pèmèt machin nan demarre poukont li a epi li frene.
D. Frekans maksimòm demaraj motè stepper
Motè a pa gen chaj, pou asire ke motè stepper la pa pèdi operasyon etap pa etap lafrekans batman kè maksimòm.
E. Frekans maksimòm fonksyònman motè stepper
Frekans maksimòm pulsasyon kote motè a eksite pou l fonksyone san l pa pèdi yon pa.san chaj.
F. Motè stepper koupl demaraj / koupl rale-an
Pou satisfè motè stepper la nan yon sèten frekans batman kè pou kòmanse epi kòmanse kouri, sanpèdi etap nan koupl chaj maksimòm lan.
G. Motè stepper k ap fonksyone koupl/koupl rale-an
Koupl chaj maksimòm ki satisfè fonksyònman ki estab motè stepper la nan yonsèten frekans batman kè san pèdi pa.
05 Kontwòl mouvman akselerasyon/deselerasyon motè stepper
Lè pwen frekans fonksyònman motè stepper la nan koub vitès-koupl motè kontinyèl larejyon operasyon an, kijan pou diminye demaraj motè a oswa sispann akselerasyon oswa deselerasyon antan, pou motè a ka mache pi lontan nan pi bon eta vitès la, kidonk ogmanteTan fonksyònman efektif motè a trè enpòtan.
Jan yo montre nan figi ki anba a, koub karakteristik koupl dinamik motè stepper la seyon liy dwat orizontal a ba vitès; a gwo vitès, koub la diminye eksponansyèlmanakòz enfliyans enduktans lan.
Nou konnen chaj motè stepper la se TL, sipoze nou vle akselere soti nan F0 pou rive nan F1 nanTan ki pi kout la (tr), kijan pou kalkile tan ki pi kout la tr?
(1) Nòmalman, TJ = 70% Tm
(2) tr = 1.8 * 10 -5 * J * q * (F1-F0)/(TJ -TL)
(3) F (t) = (F1-F0) * t/tr + F0, 0
B. Akselerasyon eksponansyèl nan kondisyon gwo vitès
(1) Nòmalman
TJ0 = 70%Tm0
TJ1 = 70%Tm1
TL = 60%Tm1
(2)
tr = F4 * Nan [(TJ 0-TL)/(TJ 1-TL)]
(3)
F (t) = F2 * [1 - e^(-t/F4)] + F0, 0
F2 = (TL-TJ 0) * (F1-F0)/TJ 1-TJ 0)
F4 = 1.8 * 10-5 * J * q * F2/(TJ 0-TL)
Nòt.
J endike inèsi wotasyonèl rotor motè a anba chaj.
q se ang wotasyon chak etap, ki se ang etap motè stepper la nan
ka tout kondwi a.
Nan operasyon ralantisman an, jis ranvèse frekans batman kè akselerasyon ki anwo a kapab
kalkile.
06 Vibrasyon ak bri motè stepper
Anjeneral, motè stepper nan operasyon san chaj, lè frekans fonksyònman motè asi frekans natirèl rotor motè a oswa egal a li, li pral rezone, li pral gravfenomèn depale rive.
Plizyè solisyon pou rezonans:
A. Evite zòn vibrasyon an: pou frekans fonksyònman motè a pa tonbe nanranje vibrasyon an
B. Adopte mòd kondwi soudivizyon: Sèvi ak mòd kondwi mikwo-etap pou diminye Vibration pa
divize etap orijinal la an plizyè etap pou ogmante rezolisyon chak etap
etap motè a. Sa ka reyalize lè w ajiste rapò faz ak kouran motè a.
Mikropaj pa ogmante presizyon ang pa a, men li fè motè a mache pi lontan.
dous epi avèk mwens bri. Koupl la jeneralman 15% pi ba pou operasyon demi-etap
pase pou operasyon etap pa etap, ak 30% pi ba pou kontwòl kouran ond sinis.
Dat piblikasyon: 9 novanm 2022