Ишке ашыруучу түзүлүш катары,кадамдык мотормехатрониканын негизги продукцияларынын бири болуп саналат, ал ар кандай автоматташтыруу башкаруу системаларында кеңири колдонулат. Микроэлектрониканын жана компьютердик технологиялардын өнүгүшү менен кадамдык моторлорго болгон суроо-талап күн сайын өсүп жатат жана алар ар кандай улуттук экономика тармактарында колдонулат.
01 деген эмне?кадамдык мотор
Тепкич мотору – бул электр импульстарын механикалык кыймылга түздөн-түз айландыруучу электромеханикалык түзүлүш. Мотордун катушкасына берилген электр импульстарынын ырааттуулугун, жыштыгын жана санын башкаруу менен, тепкич моторунун башкаруусун, ылдамдыгын жана айлануу бурчун башкарууга болот. Позицияны сезүүчү жабык циклдеги кайтарым байланышты башкаруу системасын колдонбостон, так позицияны жана ылдамдыкты башкарууга тепкич моторунан жана аны коштогон драйверден турган жөнөкөй, арзан ачык циклдеги башкаруу системасын колдонуу менен жетишүүгө болот.
02 кадамдык моторнегизги түзүлүшү жана иштөө принциби
Негизги түзүлүшү:
Иштөө принциби: тышкы башкаруу импульсуна жана багыт сигналына ылайык, тепкич моторунун айдоочусу ички логикалык схемасы аркылуу тепкич моторунун оромдорун белгилүү бир убакыт ырааттуулугунда алдыга же артка энергия менен башкарат, ошондо мотор алдыга / артка айланат же кулпуланат.
Мисал катары 1,8 градустук эки фазалуу кадамдык кыймылдаткычты алалы: эки ором тең кубатталганда жана козголгондо, кыймылдаткычтын чыгуучу валы кыймылсыз абалда болот жана бекитилген абалда болот. Моторду номиналдык токто бекитип турган максималдуу момент - кармоочу момент. Эгерде оромдордун бириндеги ток кайра багытталса, кыймылдаткыч берилген багытта бир кадам (1,8 градус) айланат.
Ошо сыяктуу эле, эгерде башка оромдогу ток багытын өзгөртсө, мотор биринчисинин карама-каршы багытында бир кадам (1,8 градус) айланат. Катушканын оромдору аркылуу агып өткөн токтор удаалаш козголууга багытталганда, мотор берилген багытта абдан жогорку тактык менен үзгүлтүксүз кадам менен айланат. Эки фазалуу 1,8 градустук кадам үчүн бир жуманын ичинде айлануу 200 кадамды талап кылат.
Эки фазалуу кадамдуу кыймылдаткычтардын оромдору эки түргө бөлүнөт: биполярдык жана бир полярдык. Биполярдык кыймылдаткычтардын ар бир фазасында бир гана ором катушкасы бар, кыймылдаткычтын айлануусунда ошол эле оромдогу токтун үзгүлтүксүз айлануусу ырааттуу өзгөрүлмө козголуу болушу үчүн, кыймылдаткычтын схемасын долбоорлоо ырааттуу которулуу үчүн сегиз электрондук өчүргүчтү талап кылат.
Бир полярдуу кыймылдаткычтардын ар бир фазасында карама-каршы полярдуулуктагы эки ором бар, жана мотордо
бир фазадагы эки ором катушкасын кезектешип кубаттоо менен үзгүлтүксүз айланат.
Айдоо схемасы төрт гана электрондук өчүргүчтү талап кылуу үчүн иштелип чыккан. Биполярдык режимде
айдоо режиминде, мотордун чыгуучу моменти салыштырмалуу болжол менен 40% га жогорулайт
бир полярдуу айдоо режими, анткени ар бир фазанын ором катушкалары 100% дүүлүккөн.
03, Stepper моторунун жүгү
A. Моменттик жүк (Tf)
Tf = G * r
G: Жүктүн салмагы
r: радиус
B. Инерциялык жүк (TJ)
TJ = J * dw/dt
J = M * (R12+R22) / 2 (Кг * см)
M: Жүктүн массасы
R1: Сырткы шакектин радиусу
R2: Ички шакектин радиусу
dω/dt: Бурчтук ылдамдануу
04, кадамдык мотордун ылдамдык-момент ийри сызыгы
Ылдамдык-момент ийри сызыгы кадамдын чыгуу мүнөздөмөлөрүнүн маанилүү көрүнүшү болуп саналат
моторлор.
A. Stepper моторунун иштөө жыштыгынын чекити
Белгилүү бир чекиттеги кадамдык мотордун ылдамдык мааниси.
n = q * Гц / (360 * D)
n: айлануу/сек
Гц: Жыштык мааниси
D: Drive схемасынын интерполяциялык мааниси
q: кадам моторунун кадам бурчу
Мисалы, 1,8° бурч бурчу бар, 1/2 интерполяциялык жетеги бар тепкич мотору(б.а., ар бир кадамда 0,9°), 500 Гц иштөө жыштыгында 1,25 айн/сек ылдамдыкка ээ.
B. Степпер моторунун өзүн-өзү иштетүү аймагы
Степпер моторун түздөн-түз ишке киргизип жана токтото турган аймак.
C. Үзгүлтүксүз иштөө аймагы
Бул аймакта тепкич моторун түздөн-түз иштетүүгө же токтотууга болбойт.бул аймак алгач өзүн-өзү баштоо аймагынан өтүп, андан кийин жетүү үчүн ылдамдатылышы керекиштөө аймагы. Ошо сыяктуу эле, бул аймактагы кадамдык моторду түз тормоздоого болбойт,болбосо, кадам моторун иштен чыгарып салуу оңой, алгач аны жайлатуу керекөзүн-өзү от алуучу аймакты басып, андан кийин тормоздогон.
D. Степпер моторунун максималдуу ишке киргизүү жыштыгы
Мотордун жүктөлбөгөн абалы, кадам моторунун кадамдык иштешин жоготпошун камсыз кылуу үчүнмаксималдуу импульс жыштыгы.
E. Stepper моторунун максималдуу иштөө жыштыгы
Мотор бир кадам да жоготпостон иштөө үчүн козголгон максималдуу импульс жыштыгыжүксүз.
F. Степпер моторун иштетүү моменти / тартуу моменти
Белгилүү бир импульстук жыштыкта басып чыгаруу жана иштетүү үчүн тепкич моторун канааттандыруу үчүн, ансызмаксималдуу жүк моментинин кадамдарын жоготуу.
G. Stepper моторунун иштөө моменти/тартуу моменти
Степпер моторунун туруктуу иштешин камсыз кылган максималдуу жүктөө моментикадамды жоготпостон белгилүү бир импульс жыштыгы.
05 Кадамдык мотордун ылдамдануусун/басаңдоосун башкаруу
Качан кадамдык мотордун иштөө жыштыгы үзгүлтүксүз кыймылдаткычтын ылдамдык-момент ийри сызыгында болотиштөө аймагы, моторду кантип кыскартуу керек, ылдамданууну же жайлатууну кантип баштоо же токтотуу керекубакытты, ошондуктан мотор эң жакшы ылдамдык абалында узакыраак иштейт, ошону менен көбөйөтмотордун натыйжалуу иштөө убактысы абдан маанилүү.
Төмөндөгү сүрөттө көрсөтүлгөндөй, кадамдык мотордун динамикалык момент мүнөздөмөсүнүн ийри сызыгы төмөнкүдөйтөмөнкү ылдамдыкта горизонталдуу түз сызык; жогорку ылдамдыкта ийри сызык экспоненциалдуу түрдө азаятиндуктивдүүлүктүн таасиринен улам.
Биз кадам моторунун жүгү TL экенин билебиз, мисалы, F0дон F1ге чейин ылдамдатууну каалайбыз дейлиэң кыска убакыт (tr), эң кыска убакытты кантип эсептесе болот tr ?
(1) Адатта, 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. Жогорку ылдамдыктагы шартта экспоненциалдык ылдамдануу
(1) Адатта
TJ0 = 70%Tm0
TJ1 = 70%Tm1
TL = 60%Tm1
(2)
tr = F4 * [(TJ 0-TL)/(TJ 1-TL)] ичинде
(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)
Эскертүүлөр.
J жүк астында мотор роторунун айлануу инерциясын көрсөтөт.
q - ар бир кадамдын айлануу бурчу, ал кадам кыймылдаткычынын кадам бурчу
бүтүндөй дисктин абалы.
Басаңдатуу операциясында жогорудагы ылдамдануу импульсунун жыштыгын тескери бурууга болот
эсептелген.
06 кадамдык мотордун титирөөсү жана ызы-чуусу
Жалпысынан алганда, тепкич мотору жүктөмсүз иштөөдө, мотордун иштөө жыштыгы болгондомотор роторунун ички жыштыгына жакын же барабар болсо, резонанс жаратат, олуттуу эрккадамдан тышкары көрүнүш пайда болот.
Резонанс үчүн бир нече чечимдер:
A. Титирөө зонасынан алыс болуңуз: ошондо мотордун иштөө жыштыгы төмөнкү чегине түшүп калбайттермелүү диапазону
B. Бөлүнгөн айдоо режимин кабыл алыңыз: титирөөнү азайтуу үчүн микро-кадамдуу айдоо режимин колдонуңуз
ар биринин чечилишин жогорулатуу үчүн баштапкы бир кадамды бир нече кадамга бөлүү
мотордун кадамы. Буга мотордун фазасынын токко катышын тууралоо аркылуу жетишүүгө болот.
Микротепкич кадам бурчунун тактыгын жогорулатпайт, тескерисинче, мотордун иштешин жакшыртат
жылмакай жана азыраак ызы-чуу менен. Жарым баскычтуу иштөөдө момент жалпысынан 15% төмөн
толук кадамдуу иштөөгө караганда, ал эми синус толкунунун тогун башкаруу үчүн 30% төмөн.
Жарыяланган убактысы: 2022-жылдын 9-ноябры