TeknologiElektronik

Stepper motor: bekerja penerangan carta prinsip, ciri-ciri

Dalam banyak penggunaan elektrik moden peranti yang berlainan, ada yang direka untuk mengautomasikan operasi proses. Demikian adalah motor stepper. Prinsip operasi peranti ini dan peranti yang diterangkan dalam artikel.

Apa yang ia?

Yang dikenali sebagai peranti elektro-mekanikal untuk menghantar isyarat kawalan kepada pergerakan mekanikal pemutar. Setiap pergerakan berakhir dalam kedudukan penetapan yang ketat telah ditetapkan. Peranti ini adalah satu sudut atau linear. Ia adalah bernilai mengingati bahawa stepper motor, prinsip yang akan diterangkan di bawah, adalah alat segerak.

Sistem kawalan dengan gelung terbuka (tanpa maklum balas)

Selalunya, peralatan ini dikawal oleh litar elektronik khas. Ia hanya makan sumber AC. enjin seperti ini sering digunakan dalam litar yang memerlukan putaran kawalan frekuensi. Ini mengelakkan keperluan untuk gelung maklum balas mahal dan kompleks, dan perlindungan motor adalah lebih mudah (hanya perlu menyediakan pesat de-tenaga).

Ini prinsip operasi yang digunakan dalam sistem dengan komunikasi terbuka. Perlu diingat yang menyatakan litar (tanpa gelung maklum balas) memberi manfaat dari sudut ekonomi berpendapat, tetapi ia mempunyai beberapa batasan yang ketara.

Oleh itu, putaran pemutar yang agak tidak stabil, ayunan, menyebabkan kekerapan putaran dan ciri-ciri pergerakan yang lain dalam mana-mana mungkin tidak betul yang mungkin, yang mereka berada di dalam DC motor dengan gelung maklum balas. Untuk memperluaskan skop motor loncatan diperlukan untuk mencari jalan untuk mengurangkan getaran.

konfigurasi sistem

Untuk memahami struktur motor loncatan dan prinsip operasi yang lebih baik, ia adalah mungkin untuk mempertimbangkan operasi peranti di bawah litar kawalan, iaitu kira-kira 20 tahun yang lalu telah digunakan untuk membuat kad tebuk. Untuk tujuan ini, biasanya digunakan tiga dan empat fasa motor stepper. Kami sedang mempertimbangkan skim operasi pertama.

Kami telah menyebut bahawa rotor motor diputar pada jarak yang telah ditetapkan sebagai tindak balas kepada setiap nadi kawalan. Nilai putaran ini dinyatakan dalam darjah dan dipanggil langkah. Litar logik diaktifkan semasa pengambilalihan isyarat, dan kemudian segera menentukan fasa yang betul untuk mengaktifkan. Selepas itu, ia menghantar isyarat kepada penyongsang, caj semasa, yang digunakan motor stepper. Ciri-ciri peralatan ini memerlukan penggunaan pelbagai jenis skim kawalan. Sebagai peraturan, yang kedua telah dipasang dalam transistor biasa, walaupun baru-baru ini digunakan untuk tujuan ini litar bersepadu. Dengan keluaran potensi yang tinggi secara automatik dikehendaki fasa pengujaan penggulungan (pertama, sebagai contoh). Jika potensi dikurangkan, terdapat melumpuhkan automatik fasa. Supaya dilaksanakan perlindungan motor.

Fasa-fasa ditandakan dengan nombor ordinal 1, 2, 3, dan lain-lain atau dengan huruf A, B, C, dan lain-lain Pilihan terakhir hanya digunakan dalam kes beberapa motor dua fasa. Oleh itu, pada bila-bila masa hanya satu fasa bertenaga dari dua, tiga atau empat tersedia (bergantung kepada jenis enjin). Dalam menjelaskan prinsip-prinsip operasi peralatan tersebut adalah satu keadaan yang disebut sentiasa, tetapi anda perlu memahami bahawa skim ini tidak adalah cara yang ideal untuk menguruskan.

Dan langkah kenaikan

Pilihan yang paling mudah adalah untuk memberi makan denyut tunggal dari litar kawalan. Dalam kes ini, sebagai contoh, enjin sekali gus bertukar barisan pemasangan pemacu gegancu pada jarak beberapa di hadapan. Ia harus diperhatikan bahawa apabila menggunakan mekanisme besar-besaran ke hadapan hanya satu langkah ke hadapan diburukkan lagi masalah getaran dan inersia yang besar menjadikan dirinya dirasai.

Dalam kes seperti ini lebih wajar menggunakan motor loncatan, yang boleh dalam satu memandu nadi untuk membuat beberapa pergerakan. Juga tidak menyakitkan untuk menggunakan bintang dengan sikat gigi denda. Dengan cara ini, setiap pergerakan itu disebut kenaikan.

Dalam kes-kes yang dinyatakan, kita kenaikan sama dengan satu dan beberapa langkah-langkah, masing-masing. Selepas setiap kitaran, enjin di mana-mana hentian masa, maka semua diulangi lagi. Ini dipanggil trafik tambahan dan kawalan tambahan, masing-masing.

Jika mana-mana pergerakan dilakukan dalam beberapa langkah (seperti yang dinyatakan di atas), getaran rotor tidak boleh. Apabila perubahan satu langkah, ayunan telah pelindapkejutan dengan peranti elektronik khas. motor stepper umumnya (ciri-ciri yang kita sedang mempertimbangkan) adalah peranti berteknologi tinggi untuk kerja-kerja mereka memerlukan banyak kompleks elektronik "pemadat".

prinsip kawalan keseluruhan

Untuk satu kenaikan bilangan langkah sejak empat mukim di sesetengah pusat pengeluaran, pemasangan talian. Apabila data daripada peranti storan (memori flash dalaman, cakera keras komputer) akan dihantar kepada pengawal, ia dilakukan blok demi blok. Setiap daripada mereka mengandungi beberapa tetap simbol (32, 48 atau 64), dan dalam sistem yang berbeza dan dalam peranti tugasan yang berbeza angka ini serius boleh berbeza-beza.

Tidak menghairankan, berdasarkan microcomputer buatan sendiri Arduino menjadi biasa pada tahun-tahun kebelakangan ini. Sebuah motor stepper adalah sesuai dalam reka bentuk ini, kerana dalam apa-terikat ia boleh menampung kedua-dua sebagai sistem pendorongan untuk mainan, dan untuk peralatan perindustrian agak rumit.

Satu blok data dipindahkan sebelum penggunaannya dalam memori semikonduktor pengawal, dan kemudian bermula pergerakan mengikut arahan yang telah direkodkan di dalam blok data yang pertama (sebelum menyambung motor elektrik diperlukan untuk mengetahui ciri-ciri ini).

Selepas sistem pelaksanaan arahan mula membaca pelbagai data kedua. Jika setiap pergerakan terdiri daripada kepelbagaian langkah-langkah kecil, kemudian pengawal utama sebelum keperluan untuk melancarkan lata tambahan. Selalunya ia adalah fungsi yang dilakukan oleh pengawal input. Ia menghantar data ke gelung kawalan kedua dengan sistem yang ditetapkan tempoh tertentu (Arduino). Stepper motor dalam kes ini dilindungi daripada permintaan yang berlebihan.

Sebahagian khusus penggunaan SM

Kami akan memberitahu anda tentang beberapa nuansa menggunakan motor stepper, serta memberikan definisi istilah yang biasa digunakan di kawasan ini:

- sudut padang kecil. Seperti yang anda tahu, selepas setiap memandu pemutar nadi motor diputar pada satu tahap tertentu. padang yang kurang, yang lebih tinggi boleh kelajuan terdekat. Ia adalah penting untuk mengetahui bahawa motor stepper mungkin menyediakan satu langkah yang sangat kecil. jumlah Stepper dalam kes ini adalah bilangan lilitan dalam satu langkah, dan nilai ini adalah sangat penting untuk jurutera. Ia dikira dengan formula berikut:

S = 360 / θS, di mana S - bilangan langkah, θ - langkah sudut (putaran sudut).

Dalam kebanyakan kes, pemacu motor stepper boleh melakukan 96, 128 atau 132 langkah setiap revolusi. model empat fasa kadang-kadang perbezaan dalam 200. spesies Rare motor ketepatan untuk hanya satu perolehan boleh dilakukan dengan segera kepada 500 atau 1000 langkah. Walau bagaimanapun, untuk spesis mudah tidak boleh dicapai kerana mereka sudut putaran adalah 90, 45 atau 15 °.

- berkelajuan tinggi ketepatan. Ia adalah parameter ini menentukan kualiti keseluruhan peranti. Anda sudah tahu bahawa kerja-kerja motor stepper yang memerlukan dia untuk berhenti dan mengunci pada kedudukan tertentu selepas blok data. Sudah tentu, mekanik biasa memberitahu kita dengan jelas bahawa kerana inersia, daya geseran dan faktor-faktor lain boleh pelbagai penyelewengan dari parameter pratetap.

Perjuangan menentang kejadian buruk

Jurang antara pemutar dan pemegun gigi sentiasa minimum untuk meningkatkan ketegaran penetapan. Yang kedudukan ketepatan bergantung kepada ciri-ciri penyongsang sahaja, kerana faktor-faktor lain yang terjejas ke tahap yang lebih rendah.

Dan kini perlu mengambil kira beberapa ciri-ciri penting dan konsep, seperti masa statik maksimum, peruntukan "mati" rotor dan kedudukan ketepatan semua peruntukan ini. Untuk menentukan syarat-syarat di atas, terdapat dua diterima dengan segera konsep yang sama.

kesan statik maksimum

Seperti yang telah kita berkata, ia hanya mempunyai dua cara:

  • Penahan. Ini adalah kesan maksimum yang secara teori boleh digunakan untuk aci motor stepper sudah teruja tanpa menyebabkan pergerakan.
  • Penetapan. Dengan itu, ia juga adalah kesan statik maksimum yang secara teori boleh digunakan untuk aci motor bukan teruja tanpa menyebabkan putaran selanjutnya.

Tork induk adalah lebih tinggi, lebih rendah kebarangkalian berlakunya kesilapan yang disebabkan oleh kedudukan beban tidak menentu (kapasitor dinafikan untuk motor elektrik, sebagai contoh). titik penetapan penuh mungkin hanya dalam model-model enjin yang menggunakan magnet kekal.

"Mati" kedudukan rotor

Terdapat hanya tiga kedudukan di mana rotor berhenti sepenuhnya:

  • Kedudukan keseimbangan. Ia datang kepada perhentian lengkap motor stepper teruja.
  • Penetapan. Juga, keadaan di mana rotor berhenti. Tetapi istilah ini digunakan hanya untuk mereka enjin yang mempunyai reka bentuk magnet kekal.
  • Dalam model moden motor stepper yang memenuhi semua piawaian keselamatan alam sekitar dan tenaga, apabila pemutar berhenti sepenuhnya dinyahtenagakan dan berliku.

Tentang ketepatan kedudukan

Akhir sekali, mari kita bercakap tentang konsep yang paling penting. Ia adalah kira-kira meletakkan ketepatan. Anda boleh meneka bagaimana penting ia adalah semasa mengendalikan peralatan industri yang kompleks. Terdapat dua syarat penting:

  • Ralat kedudukan sudut. Ia ditakrifkan sebagai berlepas positif atau negatif dari negeri sudut yang standard, yang sering dilihat dalam kes-kes pemindahan pemutar dari satu kedudukan yang lain. Sebagai peraturan, menyalahkan inersia dan bahagian-bahagian pemasangan buruk.
  • ketepatan kedudukan. Ini adalah nilai maksimum kedudukan sudut pemutar kesilapan yang berlaku semasa tempoh keseluruhan pergerakan loncatan.

Penting! Cari maklumat kawal atur bagi setiap kategori motor stepper boleh kedua-duanya di laman rasmi pengeluar mereka, serta dari dokumentasi rujukan yang datang dengan jenis produk. Biasanya, nilai ralat adalah dalam julat dari 0.08 ke -0,03 °. Ringkasnya, ketepatan kedudukan dikira sebagai jumlah kedua-dua angka: 0,08 ° + 0,03 ° = 0,11 °.

Oleh itu, motor loncatan, yang kita menerangkan prinsip kerja merujuk kepada peralatan-ketepatan yang tinggi.

Nisbah yang tinggi daripada masa ini elektromagnet untuk momen inersia

Seperti yang anda sudah mewakili, oleh motor stepper diperlukan secepat mungkin untuk mula bergerak serta-merta selepas penerimaan pengawal nadi kawalan. Ia mesti secepat berhenti, mempunyai ketepatan kedudukan yang tinggi. Jika urutan semasa pergerakan kawalan nadi terganggu, motor akan berhenti untuk mengendalikan dalam kedudukan yang ditentukan oleh nadi terakhir.

Ia juga harus diingat bahawa tork elektromagnet yang berkaitan dengan momen inersia dalam SE harus lebih tinggi daripada untuk motor elektrik biasa.

Melangkah kekerapan putaran dan kekerapan denyutan

Oleh kerana kelajuan putaran dalam SM sebenarnya beberapa langkah per unit masa dan bukannya istilah "kelajuan" dalam kesusasteraan sering mungkin untuk memenuhi definisi "kelajuan stepping". Sebelum menyambung motor, nuansa ini mesti dibaca.

Oleh kerana majoriti motor stepper, kekerapan ini adalah sama dengan bilangan denyutan kawalan, tidak terkejut luar biasa jawatan dalam buku panduan teknikal. Lebih khusus lagi, untuk enjin itu sering unit Hertz (Hz) itu.

Ia adalah penting untuk memahami bahawa langkah kelajuan sebenar rotor motor bertukar di mana-mana tidak berfikir. Pakar percaya bahawa tidak ada sebab untuk tidak menggunakan dalam keterangan motor stepper adalah jumlah yang sama revolusi per minit, yang digunakan dalam keterangan ciri-ciri teknikal motor konvensional. Nisbah antara kelajuan sebenar dan stepper analog yang dikira dengan formula berikut:

n = 60F / S, di mana n - kelajuan putaran, dinyatakan dalam revolusi per minit; f - langkah kekerapan putaran; S - beberapa langkah.

Dengan cara ini, bagaimana untuk menentukan kapasitor yang diperlukan untuk motor elektrik? Sangat mudah! Cukup di sini untuk menggunakan formula ini:

C = 66 · Pnom

Ia tidak sukar untuk meneka apa yang dimaksudkan di bawah Pnom Kuasa terkadar motor dalam kW.

Yang paling mudah rajah sambungan motor EM-178

Dan kami kini akan mempertimbangkan sambungan yang mudah untuk motor pelangkah untuk model EM-178, yang biasa digunakan dalam pencetak industri.

fasa 0

pengawal putih

fasa 1

orange

fasa 2

Anda menyambung pengawal stepper motor kepada merah

fasa 3

Ia menghubungkan kepada penyambung biru

Jumlah "+" kuasa

pengawal coklat

Cat kerja pada skala yang lebih besar semata-mata tidak akan bekerja, kerana terdapat berjuta-juta pelbagai model, ciri-ciri yang mempunyai perbezaan yang ketara.

Pada masa ini, pelbagai jenis motor reka bentuk ini. Dalam artikel ini kita akan membincangkan yang paling biasa.

enjin jet

Ia adalah jenis ini peranti yang biasa digunakan hari ini. Malah, ia adalah hampir satu standard motor tiga fasa, di mana terdapat enam gigi stator. Ringkasnya, setiap dua gigi, menentang antara satu sama lain, tergolong dalam fasa yang sama. sambungan bersiri atau selari digunakan gegelung.

Berhubung dengan pemutar, maka ia adalah hanya empat gigi. Dalam kebanyakan kes, pengeluar pemegun dan pemutar diperbuat daripada bahan magnet, tetapi selalunya boleh didapati hanya rotor besar logam konvensional. Masalahnya ialah bahawa bahan-bahan yang masuk ke dalam pembuatan mereka, hanya ada satu keperluan yang penting: mereka harus menyediakan kekonduksian yang terbaik medan magnet. Ini adalah amat penting jika kita mempertimbangkan motor pelangkah: operasi yang berkaitan terus dengan kekuatan medan magnet.

Peranti dengan magnet kekal

Sebagai magnet rotor digunakan bentuk silinder, pemegun juga mempunyai empat gigi dengan individu penggulungan. Untuk kuat mengurangkan sudut padang, dalam model ini motor stepper perlu ditingkatkan kerana bilangan kutub pemutar, dan bilangan gigi pada pemegun. Walau bagaimanapun, perlu diingat bahawa kedua-dua pilihan ini adalah batasan fizikal agak ketat. Dalam perenggan terakhir artikel ini mempunyai maklumat mengenai alternatif struktur (bipolar stepper motor), tetapi model-model ini boleh tidak dilihat selalu.

Seperti yang telah kita berkata, melangkah peranti dengan magnet kekal dihentikan dalam kedudukan yang tegas tetap walaupun dikeluarkan dari ketegangan penggulungan. Dalam kes ini, ia mencetuskan mekanisme mengunci yang sama, yang kita dibincangkan di atas - posisi terkunci.

Penggunaan magnet kekal adalah wajar dalam pelbagai cara, tetapi pada masa yang sama, penggunaan mereka boleh membawa kepada beberapa masalah. Pertama, harga yang jauh dari berpatutan. Dengan cara ini, berapa banyak motor stepper? model harga dengan magnet kekal adalah lebih daripada 100 ribu Rubles.

Kedua, ketumpatan maksimum medan magnet tidak boleh terlalu tinggi, kerana nilai ini adalah terhad oleh pemagnetan pengangkut itu sendiri. Oleh itu, agak murah magnet ferrite kekal tidak membenarkan untuk mendapatkan lebih kurang mencukupi bidang kekuatan. Dan apa yang terdapat pelbagai jenis motor elektrik bekerja mengikut prinsip ini?

pemasangan hibrid

Terdapat satu lagi jenis stepper motor, sebahagiannya menggunakan prinsip yang sama. model hibrid beroperasi menggunakan kedua-dua jet dan motor magnet.

pemutar mempunyai hampir struktur sama dengan langkah motor reaktif, tetapi belitan diperbuat daripada litar yang sedikit berbeza. Hakikat bahawa setiap tiang penggulungan hanya mempunyai satu gegelung (tiga fasa stepper motor). Ia tidak sukar untuk meneka bahawa dalam model empat fasa telah luka dua gegelung. Penggulungan dijalankan oleh skim bifilar. Ciri ini bahawa medan magnet kutub yang berbeza (a stepper motor bipolar) apabila pengujaan gegelung.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 ms.unansea.com. Theme powered by WordPress.