Aktuator kimi,pilləli motormüxtəlif avtomatlaşdırma idarəetmə sistemlərində geniş istifadə olunan mexatronikanın əsas məhsullarından biridir. Mikroelektronika və kompüter texnologiyasının inkişafı ilə pilləli mühərriklərə tələbat günü-gündən artır və onlar müxtəlif xalq təsərrüfat sahələrində istifadə olunur.
01 a nədirpilləli motor
Step motor elektrik impulslarını birbaşa mexaniki hərəkətə çevirən elektromexaniki bir cihazdır. Mühərrik bobininə tətbiq olunan elektrik impulslarının ardıcıllığını, tezliyini və sayını idarə edərək, pilləli mühərrikin sükanı, sürəti və fırlanma bucağı idarə edilə bilər. Mövqeyi təyin edən qapalı döngəli əks əlaqə idarəetmə sistemindən istifadə etmədən, pilləli mühərrikdən və onu müşayiət edən sürücüdən ibarət sadə, aşağı qiymətli açıq dövrəli idarəetmə sistemindən istifadə etməklə dəqiq mövqe və sürət nəzarəti əldə edilə bilər.
02 pilləli motorəsas quruluşu və iş prinsipi
Əsas struktur:
İş prinsipi: pilləli motor sürücüsü xarici idarəetmə nəbzinə və istiqamət siqnalına uyğun olaraq, daxili məntiq dövrəsi vasitəsilə, pilləli motorun sarımlarını müəyyən bir vaxt ardıcıllığı ilə irəli və ya tərs enerji ilə idarə edir ki, motor irəli / geri fırlanır və ya kilidlənir.
Nümunə olaraq 1,8 dərəcə iki fazalı pilləli mühərriki götürün: hər iki sarım enerjili və həyəcanlı olduqda, mühərrikin çıxış şaftı stasionar olacaq və yerində kilidlənəcəkdir. Mühərriki nominal cərəyanda kilidli saxlayacaq maksimum fırlanma momenti tutma momentidir. Sarımlardan birində cərəyan yönləndirilərsə, mühərrik müəyyən bir istiqamətdə bir addım (1,8 dərəcə) dönəcəkdir.
Eynilə, digər sarımdakı cərəyan istiqamətini dəyişdirərsə, mühərrik əvvəlkinin əks istiqamətində bir addım (1,8 dərəcə) dönəcəkdir. Bobin sarımlarından keçən cərəyanlar ardıcıl olaraq həyəcanlanmaya yönləndirildikdə, mühərrik çox yüksək dəqiqliklə verilmiş istiqamətdə davamlı addımda fırlanacaq. 1,8 dərəcə iki fazalı pilləli mühərrikin bir həftə fırlanması üçün 200 addım tələb olunur.
İki fazalı pilləli mühərriklərdə iki növ sarım var: bipolyar və unipolar. Bipolar mühərriklər faza başına yalnız bir dolama coil var, ardıcıl dəyişən excitation üçün eyni coil cari motor davamlı fırlanma, sürücü circuit dizayn ardıcıl keçid üçün səkkiz elektron açarları tələb edir.
Birqütblü mühərriklərdə hər bir fazada əks polariteli iki sarım bobini və mühərrik var
eyni fazada iki sarım sarğısını alternativ olaraq enerji ilə təmin etməklə davamlı olaraq fırlanır.
Sürücü sxemi yalnız dörd elektron açar tələb etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Bipolyarda
sürücü rejimində, mühərrikin çıxış anı ilə müqayisədə təxminən 40% artır
birqütblü sürücü rejimi, çünki hər bir fazanın sarım rulonları 100% həyəcanlanır.
03, Step 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 mühərrik sürəti-fırlanma anı əyrisi
Sürət-fırlanma anı əyrisi stepperin çıxış xüsusiyyətlərinin mühüm ifadəsidir
mühərriklər.
A. Stepper mühərrikinin işləmə tezliyi nöqtəsi
Müəyyən bir nöqtədə step motor motorunun sürət dəyəri.
n = q * Hz / (360 * D)
n: rev/san
Hz: Tezlik dəyəri
D: Sürücü dövrəsinin interpolyasiya dəyəri
q: pilləli motorun addım bucağı
Məsələn, addım bucağı 1,8 ° olan, 1/2 interpolyasiya sürücüsü ilə bir pilləli mühərrik(yəni hər addımda 0,9°), 500 Hz iş tezliyində 1,25 r/s sürətə malikdir.
B. Step motorun özünü işə salma sahəsi
Step motorun birbaşa işə salına və dayandırıla biləcəyi sahə.
C. Davamlı əməliyyat sahəsi
Bu sahədə pilləli motor birbaşa işə salına və ya dayandırıla bilməz. Step motorlar daxilBu sahə əvvəlcə öz-özünə başlama sahəsindən keçməlidir və sonra çatmaq üçün sürətləndirilməlidirəməliyyat sahəsi. Eynilə, bu sahədəki pilləli motor birbaşa əyləc edilə bilməz,əks halda pilləli motorun pillədən çıxmasına səbəb olmaq asandır, əvvəlcə yavaşlatmaq lazımdırözünü başlanğıc sahəsi və sonra əyləc.
D. Step motorun maksimum başlanğıc tezliyi
Step motorun addım işini itirməməsini təmin etmək üçün motorun yüksüz vəziyyətimaksimum nəbz tezliyi.
E. Stepper mühərriki maksimum işləmə tezliyi
Mühərrikin bir addım itirmədən işləmək üçün həyəcanlandığı maksimum nəbz tezliyiheç bir yük altında.
F. Step motorun işə salma anı / içəriyə çəkilmə anı
Başlamaq və işə başlamaq üçün müəyyən bir nəbz tezliyində step motorunu qarşılamaq üçün, olmadanmaksimum yük momentinin addımlarını itirmək.
G. Step motorun işləyən fırlanma anı/çəkilmə anı
A-da pilləli mühərrikin sabit işləməsini təmin edən maksimum yük anıaddım itkisi olmadan müəyyən nəbz tezliyi.
05 Step motor sürətləndirmə/yavaşlama hərəkətinə nəzarət
Davamlı sürət-fırlanma anı əyrisində pilləli mühərrik işləmə tezliyi nöqtəsi olduqdaəməliyyat bölgəsi, mühərrikin işə salınmasının qısaldılması və ya sürətlənmə və ya yavaşlamanın dayandırılmasıvaxt, beləliklə, motor ən yaxşı sürət vəziyyətində daha uzun müddət işləyir və bununla da sürəti artırırmotorun effektiv işləmə müddəti çox vacibdir.
Aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi, pilləli mühərrikin dinamik fırlanma anı xarakterik əyrisidiraşağı sürətlə üfüqi düz xətt; yüksək sürətlə əyri eksponent olaraq azalırinduktivliyin təsiri ilə əlaqədardır.
Biz addım motor yükünün TL olduğunu bilirik, tutaq ki, F0-dan F1-ə qədər sürətləndirmək istəyirik.ən qısa vaxt (tr), ən qısa vaxt tr 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 sürət şəraitində eksponensial sürətlənmə
(1) Normalda
TJ0 = 70%Tm0
TJ1 = 70%Tm1
TL = 60%Tm1
(2)
tr = F4 * [(TJ 0-TL)/(TJ 1-TL)] ilə
(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 mühərrikin addım bucağıdır
bütün sürücünün işi.
Yavaşlama əməliyyatında, yalnız yuxarıdakı sürətlənmə pulse tezliyini tərsinə çevirə bilərsiniz
hesablanmışdır.
06 pilləli motor vibrasiyası və səsi
Ümumilikdə desək, pilləli motor yüksüz rejimdə, motorun işləmə tezliyi olduqdamotor rotorunun xas tezliyinə yaxın və ya ona bərabər olduqda rezonans doğuracaq, ciddi iradəpillədən kənar fenomen baş verir.
Rezonans üçün bir neçə həll yolu:
A. Vibrasiya zonasından qaçın: motorun işləmə tezliyi içəriyə düşməsinvibrasiya diapazonu
B. Bölmə sürmə rejimini qəbul edin: Vibrasiyanı azaltmaq üçün mikro pilləli sürücü rejimindən istifadə edin
hər birinin həllini artırmaq üçün orijinal bir addımı bir neçə addıma bölmək
motor pilləsi. Bu, motorun faza ilə cari nisbətini tənzimləməklə əldə edilə bilər.
Microstepping addım bucağının dəqiqliyini artırmır, lakin motorun daha çox işləməsini təmin edir
rəvan və daha az səs-küylə. Yarım addımlı əməliyyat üçün fırlanma anı ümumiyyətlə 15% aşağıdır
tam addımlı əməliyyatdan, sinus dalğa cərəyanına nəzarət üçün isə 30% aşağıdır.
Göndərmə vaxtı: 09 noyabr 2022-ci il