Aktivator kimi,pilləli motormüxtəlif avtomatlaşdırma idarəetmə sistemlərində geniş istifadə olunan mexatronikanın əsas məhsullarından biridir. Mikroelektronika və kompüter texnologiyalarının inkişafı ilə pilləli mühərriklərə tələbat gündən-günə artır və onlardan müxtəlif milli iqtisadiyyat sahələrində istifadə olunur.
01 Nədirpilləli motor
Stepper motoru, elektrik impulslarını birbaşa mexaniki hərəkətə çevirən elektromexaniki cihazdır. Motor bobinə tətbiq olunan elektrik impulslarının ardıcıllığını, tezliyini və sayını idarə etməklə, pilləli motorun sükan idarəsi, sürəti və fırlanma bucağı idarə oluna bilər. Mövqe sensorlu qapalı dövrəli geribildirim idarəetmə sistemindən istifadə etmədən, pilləli motor və onu müşayiət edən sürücüdən ibarət sadə, ucuz açıq dövrəli idarəetmə sistemi istifadə edərək dəqiq mövqe və sürət nəzarətinə nail olmaq mümkündür.
02 pilləli motorəsas struktur və iş prinsipi
Əsas struktur:
İş prinsipi: xarici idarəetmə impulsuna və istiqamət siqnalına uyğun olaraq, stepper motor sürücüsü, daxili məntiq dövrəsi vasitəsilə, stepper motorunun sarımlarını müəyyən bir zamanlama ardıcıllığı ilə irəli və ya tərs enerji ilə idarə edir ki, motor irəli / tərs fırlansın və ya kilidlənsin.
Misal olaraq 1,8 dərəcə iki fazalı pilləli mühərriki götürün: hər iki sarım enerji ilə işlədikdə və həyəcanlandıqda, mühərrikin çıxış valı hərəkətsiz olacaq və yerində kilidlənəcək. Mühərriki nominal cərəyanda kilidli saxlayacaq maksimum fırlanma anı saxlama fırlanma anıdır. Sarğılardan birindəki cərəyan yönləndirilərsə, mühərrik müəyyən bir istiqamətdə bir addım (1,8 dərəcə) fırlanacaq.
Eynilə, digər dolaqdakı cərəyan istiqamətini dəyişərsə, mühərrik birincisinin əks istiqamətində bir addım (1,8 dərəcə) fırlanacaq. Bobin dolaqlarından keçən cərəyanlar ardıcıl olaraq həyəcana yönəldildikdə, mühərrik verilən istiqamətdə çox yüksək dəqiqliklə davamlı bir addımla fırlanacaq. İki fazalı pilləli mühərrikin 1,8 dərəcə fırlanması üçün bir həftə ərzində 200 addım lazımdır.
İki fazalı pilləli mühərriklərin iki növ dolaqları var: bipolyar və birpolyar. Bipolyar mühərriklərin hər fazada yalnız bir dolaq rulonu var, mühərrik eyni rulonda cərəyanın davamlı fırlanması ardıcıl olaraq dəyişkən həyəcanlanmaya səbəb olur, sürücü dövrəsinin dizaynı ardıcıl keçid üçün səkkiz elektron açar tələb edir.
Təkqütblü mühərriklərin hər fazasında əks qütblü iki dolama rulonu var və mühərrik
eyni fazadakı iki dolama rulonunu növbə ilə enerji ilə təmin etməklə davamlı olaraq fırlanır.
Sürücü dövrəsi yalnız dörd elektron açar tələb etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Bipolyarda
sürücü rejimində, mühərrikin çıxış fırlanma anı ilə müqayisədə təxminən 40% artır
birpolyar idarəetmə rejimi, çünki hər fazanın dolama rulonları 100% həyəcanlıdır.
03, Stepper motor yükü
A. Moment yükü (Tf)
Tf = G * r
G: Yük çəkisi
r: radius
B. Ətalət yükü (TJ)
TJ = J * dw/dt
J = M * (R12+R22) / 2 (Kq * sm)
M: Yük kütləsi
R1: Xarici halqanın radiusu
R2: Daxili halqanın radiusu
dω/dt: Bucaq sürətlənməsi
04, pilləli motorun sürət-fırlanma anı əyrisi
Sürət-fırlanma anı əyrisi, pilləli cihazın çıxış xüsusiyyətlərinin vacib bir ifadəsidir
mühərriklər.
A. Stepper motorunun işləmə tezliyi nöqtəsi
Müəyyən bir nöqtədə pilləli motorun sürət dəyəri.
n = q * Hz / (360 * D)
n: dövr/san
Hz: Tezlik dəyəri
D: Sürücü dövrə interpolasiya dəyəri
q: pilləli motorun addım bucağı
Məsələn, 1,8° meyil bucağı olan, 1/2 interpolasiya ötürücülü pilləli mühərrik(yəni, hər addımda 0,9°), 500 Hz işləmə tezliyində 1,25 dövr/s sürətə malikdir.
B. Stepper motorunun öz-özünə işə salınma sahəsi
Stepper motorunun birbaşa işə salınıb dayandırıla biləcəyi sahə.
C. Davamlı əməliyyat sahəsi
Bu sahədə, pilləli mühərriki birbaşa işə salmaq və ya dayandırmaq mümkün deyil.bu sahə əvvəlcə öz-özünə başlama sahəsindən keçməli və sonra çatmaq üçün sürətləndirilməlidirəməliyyat sahəsi. Eynilə, bu sahədəki pilləli mühərrik birbaşa əyləclənə bilməz,Əks halda, pilləli motorun sıradan çıxmasına səbəb olmaq asandır, əvvəlcə yavaşlatılmalıdıröz-özünə işə düşən ərazini keçib əyləclədi.
D. Stepper motorunun maksimum başlanğıc tezliyi
Stepper motorunun pilləli işləməsini itirməməsini təmin etmək üçün mühərrikin yüksüz vəziyyətimaksimum impuls tezliyi.
E. Stepper motorunun maksimum işləmə tezliyi
Mühərrikin bir addım itirmədən işləmək üçün həyəcanlandığı maksimum impuls tezliyiyük altında.
F. Stepper motorunun işə salma momenti / dartma momenti
Stepper motorunu müəyyən bir impuls tezliyində qarşılamaq və işə salmaq üçün, onsuz damaksimum yük fırlanma anının addımlarını itirmək.
G. Stepper mühərrikinin işləmə fırlanma anı/daxil olma fırlanma anı
Stepper motorunun sabit işləməsini təmin edən maksimum yük fırlanma anı aaddım itkisi olmadan müəyyən impuls tezliyi.
05 Stepper motorunun sürətləndirilməsi/yavaşlatma hərəkətinə nəzarət
Stepper mühərrikinin işləmə tezliyi fasiləsiz sürət-fırlanma anı əyrisində olduqdaəməliyyat bölgəsi, mühərrikin başlamasını və ya sürətlənməsini və ya yavaşlamasını necə qısaltmaq və ya dayandırmaq olarvaxt, beləliklə, mühərrik ən yaxşı sürət vəziyyətində daha uzun müddət işləyir və bununla da artırırMotorun effektiv işləmə müddəti çox vacibdir.
Aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi, pilləli mühərrikin dinamik fırlanma anı xarakteristikası əyrisi belədiraşağı sürətlə üfüqi düz xətt; yüksək sürətlə əyri eksponensial olaraq azalırinduktivliyin təsiri nəticəsində.
Addım mühərrikinin yükünün TL olduğunu bilirik, tutaq ki, F0-dan F1-ə qədər sürətləndirmək istəyirikən qısa vaxt (tr), ən qısa tr vaxtı necə hesablanır?
(1) Normalda, 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. Yüksək sürətli vəziyyətdə eksponensial sürətlənmə
(1) Normalda
TJ0 = 70%Tm0
TJ1 = 70%Tm1
TL = 60%Tm1
(2)
tr = F4 * [(TJ 0-TL)/(TJ 1-TL)] daxilində
(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)
Qeydlər.
J, yük altında mühərrik rotorunun fırlanma ətalətini göstərir.
q hər addımın fırlanma bucağıdır, bu da pilləli motorun addım bucağıdır
bütün sürücünün korpusu.
Yavaşlama əməliyyatında, yuxarıdakı sürətləndirmə nəbzinin tezliyini tərsinə çevirmək olar
hesablanıb.
06 pilləli motor vibrasiyası və səs-küyü
Ümumiyyətlə, mühərrik işləmə tezliyi olduqda, pilləli mühərrik yüksüz işləyirmotor rotorunun daxili tezliyinə yaxın və ya bərabərdirsə, rezonans doğuracaq, ciddi iradə olacaqmərhələdənkənar fenomen baş verir.
Rezonans üçün bir neçə həll yolu:
A. Titrəmə zonasından çəkinin: beləliklə, mühərrikin işləmə tezliyi daxilinə düşməsinvibrasiya diapazonu
B. Bölmə idarəetmə rejimini qəbul edin: Titrəməni azaltmaq üçün mikro-pillə idarəetmə rejimindən istifadə edin
hər birinin qətnaməsini artırmaq üçün orijinal bir addımı birdən çox addıma bölmək
mühərrik addımı. Buna mühərrikin faza-cərəyan nisbətini tənzimləməklə nail olmaq olar.
Mikroaddımlama addım bucağının dəqiqliyini artırmır, lakin mühərrikin daha çox işləməsini təmin edir
hamar və daha az səs-küylə. Yarım pilləli işləmə zamanı fırlanma momenti ümumiyyətlə 15% daha aşağıdır
tam addımlı əməliyyat üçün olduğundan və sinus dalğası cərəyanının idarə olunması üçün 30% daha aşağıdır.
Yazı vaxtı: 09 Noyabr 2022