Stepper mühərriklərigeribildirim cihazlarından (yəni açıq dövrəli idarəetmə) istifadə etmədən sürət nəzarəti və mövqe nəzarəti üçün istifadə edilə bilər, buna görə də bu sürücü həlli həm iqtisadi, həm də etibarlıdır. Avtomatlaşdırma avadanlıqlarında, alətlərdə, pilləli sürücü çox geniş istifadə edilmişdir. Lakin bir çox istifadəçi texniki işçilərin uyğun pilləli mühərriki necə seçmək, pilləli sürücünün ən yaxşı performansını necə təmin etmək və ya daha çox sualları var. Bu məqalədə pilləli mühərriklərin seçimi müzakirə olunur, bəzi pilləli mühərrik mühəndisliyi təcrübələrinin tətbiqinə diqqət yetirilir, ümid edirəm ki, avtomatlaşdırma avadanlıqlarında pilləli mühərriklərin populyarlaşması istinad rolunu oynayacaq.
1, Girişpilləli motor
Addım mühərriki həmçinin impuls mühərriki və ya pilləli mühərrik kimi də tanınır. Giriş impuls siqnalına uyğun olaraq həyəcanlanma vəziyyəti hər dəfə dəyişdirildikdə müəyyən bir bucaqla irəliləyir və həyəcanlanma vəziyyəti dəyişməz qaldıqda müəyyən bir vəziyyətdə sabit qalır. Bu, addım mühərrikinə giriş impuls siqnalını çıxış üçün müvafiq bucaq yerdəyişməsinə çevirməyə imkan verir. Giriş impulslarının sayını idarə etməklə ən yaxşı mövqeyə nail olmaq üçün çıxışın bucaq yerdəyişməsini dəqiq müəyyən edə bilərsiniz; və giriş impulslarının tezliyini idarə etməklə çıxışın bucaq sürətini dəqiq idarə edə və sürət tənzimləmə məqsədinə nail ola bilərsiniz. 1960-cı illərin sonlarında müxtəlif praktik addım mühərrikləri meydana çıxdı və son 40 ildə sürətli inkişaf müşahidə edildi. Addım mühərrikləri DC mühərrikləri, asinxron mühərrikləri və sinxron mühərrikləri ilə yanaşı əsas mühərrik növünə çevrilə bildi. Üç növ addım mühərriki mövcuddur: reaktiv (VR tipli), daimi maqnit (PM tipli) və hibrid (HB tipli). Hibrid addım mühərriki ilk iki addım mühərrik formasının üstünlüklərini birləşdirir. Addım mühərriki rotordan (rotor nüvəsi, daimi maqnitlər, val, kürəvi yataklar), statordan (sarğı, stator nüvəsi), ön və arxa qapaqlardan və s. ibarətdir. Ən tipik iki fazalı hibrid addım mühərriki 8 böyük dişli, 40 kiçik dişli statora və 50 kiçik dişli rotora malikdir; üç fazalı mühərrik 9 böyük dişli, 45 kiçik dişli və 50 kiçik dişli rotora malikdir.
2, Nəzarət prinsipi
Thepilləli motorbirbaşa enerji mənbəyinə qoşula bilməz və ya elektrik impuls siqnallarını birbaşa qəbul edə bilməz, bu, enerji mənbəyi və nəzarətçi ilə qarşılıqlı əlaqədə olmaq üçün xüsusi interfeys - addım motoru sürücüsü vasitəsilə həyata keçirilməlidir. Addım motoru sürücüsü ümumiyyətlə halqa paylayıcısından və güc gücləndirici dövrəsindən ibarətdir. Halqa bölücü nəzarətçidən idarəetmə siqnallarını alır. Hər dəfə impuls siqnalı alındıqda halqa bölücüsünün çıxışı bir dəfə çevrilir, beləliklə, impuls siqnalının olması və ya olmaması və tezliyi addım motorunun sürətinin yüksək və ya aşağı olduğunu, başlama və ya dayandırma üçün sürətləndirildiyini və ya yavaşladığını müəyyən edə bilər. Halqa paylayıcısı həmçinin çıxış vəziyyətindəki keçidlərin müsbət və ya mənfi qaydada olub olmadığını müəyyən etmək üçün nəzarətçidən gələn istiqamət siqnalını izləməli və beləliklə, addım motorunun sükanını təyin etməlidir.
3, Əsas parametrlər
①Blok nömrəsi: əsasən 20, 28, 35, 42, 57, 60, 86 və s.
2 Faza nömrəsi: pilləli mühərrikin içərisindəki rulonların sayı, pilləli mühərrikin faza nömrəsi ümumiyyətlə iki fazalı, üç fazalı və beş fazalı olur. Çin əsasən iki fazalı pilləli mühərriklərdən istifadə edir, üç fazalı da bəzi tətbiqlərə malikdir. Yaponiyada daha çox beş fazalı pilləli mühərriklərdən istifadə olunur.
③Addım bucağı: impuls siqnalına uyğun olaraq, motor rotorunun fırlanma bucağının yerdəyişməsi. Addım motorunun addım bucağının hesablanması düsturu aşağıdakı kimidir.
Addım bucağı = 360° ÷ (2mz)
m - pilləli motorun fazalarının sayı
Z - pilləli mühərrikin rotorunun dişlərinin sayı.
Yuxarıdakı düstura görə, iki fazalı, üç fazalı və beş fazalı pilləli mühərriklərin addım bucağı müvafiq olaraq 1,8°, 1,2° və 0,72°-dir.
④ Saxlama momenti: nominal cərəyan vasitəsilə motorun stator sarğısının momentidir, lakin rotor fırlanmır, stator rotoru kilidləyir. Saxlama momenti pilləli mühərriklərin ən vacib parametridir və mühərrik seçimi üçün əsas əsasdır.
⑤ Mövqeləndirmə fırlanma anı: mühərrik cərəyan keçirmədikdə rotoru xarici qüvvə ilə çevirmək üçün tələb olunan fırlanma anıdır. Fırlanma anı mühərriki qiymətləndirmək üçün göstəricilərdən biridir. Digər parametrlər eyni olduqda, yerləşdirmə fırlanma anı nə qədər kiçik olarsa, "yuva effekti"nin daha kiçik olması, aşağı sürətlə işləyən mühərrikin hamarlığına bir o qədər faydalı olması deməkdir. Fırlanma anı tezlik xüsusiyyətləri: əsasən uzadılmış fırlanma anı tezlik xüsusiyyətlərinə aiddir, mühərrik müəyyən bir sürətlə sabit işləyərkən addım itirmədən maksimum fırlanma anı davam gətirə bilər. Moment-tezlik əyrisi addım itirmədən maksimum fırlanma anı ilə sürət (tezlik) arasındakı əlaqəni təsvir etmək üçün istifadə olunur. Fırlanma anı tezlik əyrisi addım motorunun vacib parametridir və mühərrik seçimi üçün əsas əsasdır.
⑥ Nominal cərəyan: nominal fırlanma anını qorumaq üçün tələb olunan mühərrik dolama cərəyanı, effektiv dəyər
4, Nöqtələrin seçilməsi
Sənaye tətbiqlərində istifadə olunan pilləli mühərrik sürəti 600 ~ 1500 rpm-ə qədər, daha yüksək sürətdə, qapalı dövrəli pilləli mühərrik sürücüsünü nəzərdən keçirə bilərsiniz və ya daha uyğun servo sürücü proqramı pilləli mühərrik seçim addımlarını seçə bilərsiniz (aşağıdakı şəkilə baxın).
(1) Addım bucağının seçimi
Mühərrikin fazalarının sayına görə üç növ addım bucağı mövcuddur: 1.8° (iki fazalı), 1.2° (üç fazalı), 0.72° (beş fazalı). Əlbəttə ki, beş fazalı addım bucağı ən yüksək dəqiqliyə malikdir, lakin onun mühərriki və sürücüsü daha bahalıdır, buna görə də Çində nadir hallarda istifadə olunur. Bundan əlavə, əsas addım sürücüləri hazırda bölmə sürücüsü texnologiyasından istifadə edirlər, aşağıda 4 bölmədə bölmə addım bucağının dəqiqliyi hələ də təmin edilə bilər, buna görə də addım bucağının dəqiqliyi göstəriciləri yalnız nəzərə alınmaqla, beş fazalı addım mühərriki iki fazalı və ya üç fazalı addım mühərriki ilə əvəz edilə bilər. Məsələn, 5 mm vintli yük üçün bir növ qurğuşun tətbiqində, iki fazalı pilləli mühərrik istifadə olunursa və sürücü 4 alt bölmədə təyin edilirsə, mühərrikin hər dövrəsindəki impulsların sayı 200 x 4 = 800, impuls ekvivalenti isə 5 ÷ 800 = 0.00625 mm = 6.25μm-dirsə, bu dəqiqlik tətbiq tələblərinin əksəriyyətini ödəyə bilər.
(2) Statik fırlanma momenti (saxlama fırlanma momenti) seçimi
Tez-tez istifadə olunan yük ötürmə mexanizmlərinə sinxron kəmərlər, filament çubuqlar, dayaq və dişli çarxlar və s. daxildir. Müştərilər əvvəlcə maşın yükünü (əsasən sürətləndirmə fırlanma momenti və sürtünmə fırlanma momenti) mühərrik valındakı tələb olunan yük fırlanma momentinə çevrilmiş hesablayırlar. Daha sonra, elektrik ötürücüləri tərəfindən tələb olunan maksimum işləmə sürətinə uyğun olaraq, 300pm və ya daha az tələb olunan mühərrik sürətinin tətbiqi üçün pilləli mühərrikin müvafiq saxlama fırlanma momentini seçmək üçün aşağıdakı iki fərqli istifadə halını nəzərdən keçirin: əgər maşın yükü mühərrik valına tələb olunan yük fırlanma momenti T1-ə çevrilirsə, bu yük fırlanma momenti təhlükəsizlik əmsalı SF (ümumiyyətlə 1,5-2,0 kimi qəbul edilir) ilə vurulur, yəni tələb olunan pilləli mühərrikin saxlama fırlanma momenti Tn ②2 üçün 300pm və ya daha çox mühərrik sürəti tələb edən tətbiqlər üçün: maksimum sürəti Nmax olaraq təyin edin, əgər maşın yükü mühərrik valına çevrilirsə, tələb olunan yük fırlanma momenti T1-dirsə, bu yük fırlanma momenti təhlükəsizlik əmsalı SF (adətən 2,5-3,5) ilə vurulur ki, bu da saxlama fırlanma momenti Tn-ni verir. Şəkil 4-ə baxın və uyğun bir model seçin. Daha sonra yoxlamaq və müqayisə etmək üçün moment-tezlik əyrisindən istifadə edin: moment-tezlik əyrisində istifadəçi tərəfindən tələb olunan maksimum sürət Nmax, T2-nin maksimum itirilmiş addım momentinə uyğundur, onda maksimum itirilmiş addım momenti T2, T1-dən 20%-dən çox böyük olmalıdır. Əks halda, daha böyük bir momentə malik yeni bir mühərrik seçmək və yeni seçilmiş mühərrikin moment tezliyi əyrisinə uyğun olaraq yenidən yoxlamaq və müqayisə etmək lazımdır.
(3) Mühərrikin baza nömrəsi nə qədər böyükdürsə, saxlama fırlanma anı da bir o qədər böyükdür.
(4) uyğun addım sürücüsünü seçmək üçün nominal cərəyana görə.
Məsələn, 57CM23 mühərrikinin nominal cərəyanı 5A-dır, onda siz sürücünün 5A-dan çox olan maksimum icazə verilən cərəyanına uyğunlaşırsınız (xahiş edirik unutmayın ki, bu, pik deyil, effektiv dəyərdir), əks halda yalnız 3A sürücünün maksimum cərəyanını seçsəniz, mühərrikin maksimum çıxış fırlanma anı yalnız təxminən 60% ola bilər!
5, tətbiq təcrübəsi
(1) pilləli motor aşağı tezlikli rezonans problemi
Bölmə pilləli ötürücü, pilləli mühərriklərin aşağı tezlikli rezonansını azaltmaq üçün təsirli bir yoldur. 150 dövr/dəq-dən aşağıda, bölmə ötürücüsü mühərrikin vibrasiyasını azaltmaqda çox təsirlidir. Nəzəri olaraq, bölmə nə qədər böyükdürsə, pilləli mühərrikin vibrasiyasını azaltmağa təsiri bir o qədər yaxşıdır, lakin faktiki vəziyyət budur ki, pilləli mühərrikin vibrasiyasını azaltmağa təsirin artırılması ifrat həddə çatdıqdan sonra bölmə 8 və ya 16-ya qədər artır.
Son illərdə, Leisai-nin DM, DM-S seriyalı anti-aşağı tezlikli rezonans texnologiyası olan anti-aşağı tezlikli rezonans texnologiyası olan anti-aşağı tezlikli pilləli sürücülər siyahısına daxil edilmişdir. Bu seriyalı sürücülər harmonik kompensasiyadan istifadə edir, amplituda və faza uyğunluğu kompensasiyası vasitəsilə pilləli mühərrikin aşağı tezlikli vibrasiyasını əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər və mühərrikin aşağı vibrasiya və aşağı səs-küy işləməsinə nail ola bilər.
(2) Stepper motor bölməsinin yerləşdirmə dəqiqliyinə təsiri
Stepper motorunun alt bölmə ötürücü dövrəsi yalnız cihazın hərəkətinin hamarlığını artırmaqla yanaşı, həm də avadanlığın yerləşdirmə dəqiqliyini effektiv şəkildə artıra bilər. Testlər göstərir ki: Sinxron kəmər ötürücü hərəkət platformasında, 4 alt bölmədə, stepper motoru hər addımda dəqiq yerləşdirilə bilər.
Yazı vaxtı: 11 iyun 2023