Степер моториМоже се користити за контролу брзине и контролу позиционирања без употребе уређаја за повратну спрегу (тј. управљање отвореном петљом), тако да је ово решење за погон и економично и поуздано. У опреми за аутоматизацију, инструментима, степер погон се веома широко користи. Али многи корисници техничког особља о томе како одабрати одговарајући степер мотор, како постићи најбоље перформансе степер погона или имају додатна питања. Овај рад разматра избор степер мотора, фокусирајући се на примену неких искустава у инжењерству степер мотора, надам се да ће популаризација степер мотора у опреми за аутоматизацију играти улогу у референци.
1, Увод укорачни мотор
Корачни мотор је познат и као импулсни мотор или степ мотор. Он се помера напред за одређени угао сваки пут када се стање побуде промени у складу са улазним импулсним сигналом и остаје стационаран на одређеном положају када стање побуде остане непромењено. Ово омогућава степ мотору да претвори улазни импулсни сигнал у одговарајуће угаоно померање за излаз. Контролисањем броја улазних импулса можете прецизно одредити угаоно померање излаза како бисте постигли најбоље позиционирање; а контролисањем фреквенције улазних импулса можете прецизно контролисати угаону брзину излаза и постићи сврху регулације брзине. Крајем 1960-их појавили су се различити практични степ мотори, а последњих 40 година су се брзо развијали. Степ мотори су могли да се комбинују са једносмерним моторима, асинхроним моторима, као и синхроним моторима, постајући основни тип мотора. Постоје три типа степ мотора: реактивни (тип VR), са сталним магнетом (тип PM) и хибридни (тип HB). Хибридни степ мотор комбинује предности прва два облика степ мотора. Корачни мотор се састоји од ротора (језгро ротора, перманентни магнети, вратило, куглични лежајеви), статора (намотај, језгро статора), предњег и задњег поклопца итд. Најтипичнији двофазни хибридни корачни мотор има статор са 8 великих зубаца, 40 малих зубаца и ротор са 50 малих зубаца; трофазни мотор има статор са 9 великих зубаца, 45 малих зубаца и ротор са 50 малих зубаца.
2, Принцип контроле
Theкорачни моторНе може се директно повезати са напајањем, нити може директно примати електричне импулсне сигнале, већ мора бити реализован преко посебног интерфејса - драјвера степер мотора, како би интераговао са напајањем и контролером. Драјвер степер мотора се генерално састоји од прстенастог дистрибутера и кола појачала снаге. Прстенасти делитељ прима контролне сигнале са контролера. Сваки пут када се прими импулсни сигнал, излаз прстенастог делитеља се конвертује једном, тако да присуство или одсуство и фреквенција импулсног сигнала могу одредити да ли је брзина степер мотора велика или ниска, да ли се убрзава или успорава при покретању или заустављању. Прстенасти дистрибутер такође мора да прати сигнал смера са контролера како би утврдио да ли су промене стања његовог излаза у позитивном или негативном редоследу и тиме одредио управљање степер мотором.
3, Главни параметри
①Број блока: углавном 20, 28, 35, 42, 57, 60, 86, итд.
②Број фаза: број намотаја унутар корачног мотора, број фаза корачног мотора генерално има двофазне, трофазне, петофазне. Кина углавном користи двофазне корачне моторе, а трофазни такође имају неке примене. Јапан чешће користи петофазне корачне моторе.
③Угао корака: одговара импулсном сигналу, угаоно померање ротације ротора мотора. Формула за израчунавање угла корака корачног мотора је следећа
Угао корака = 360° ÷ (2mz)
m број фаза степер мотора
Z је број зубаца ротора корачног мотора.
Према горњој формули, угао корака двофазних, трофазних и петофазних степер мотора је 1,8°, 1,2° и 0,72° респективно.
④ Обртни момент задржавања: је обртни момент намотаја статора мотора током номиналне струје, али ротор се не окреће, статор блокира ротор. Обртни момент задржавања је најважнији параметар степер мотора и главна је основа за избор мотора.
⑤ Обртни момент позиционирања: је обртни момент потребан за окретање ротора спољашњом силом када мотор не пропушта струју. Обртни момент је један од индикатора перформанси за процену мотора. У случају да су остали параметри исти, што је обртни момент позиционирања мањи, то је „ефекат жлеба“ мањи, што је корисније за глаткоћу рада мотора при малој брзини. Карактеристике фреквенције обртног момента: углавном се односе на продужене карактеристике фреквенције обртног момента, стабилан рад мотора при одређеној брзини може да издржи максимални обртни момент без губитка корака. Крива момента и фреквенције се користи за описивање односа између максималног обртног момента и брзине (фреквенције) без губитка корака. Крива фреквенције обртног момента је важан параметар степер мотора и главна је основа за избор мотора.
⑥ Номинална струја: струја намотаја мотора потребна за одржавање номиналног обртног момента, ефективна вредност
4. Избор тачака
У индустријским применама, корачни мотори се користе са брзином до 600 ~ 1500 о/мин, а за веће брзине можете размотрити погон са корачним мотором у затвореној петљи или одабрати одговарајући серво програм за избор корака корачног мотора (погледајте слику испод).
(1) Избор угла степенице
Према броју фаза мотора, постоје три врсте угла корака: 1,8° (двофазни), 1,2° (трофазни), 0,72° (петофазни). Наравно, петофазни угао корака има највећу тачност, али су његов мотор и драјвер скупљи, па се ретко користи у Кини. Поред тога, главни драјвери степера сада користе технологију подељеног погона, у 4 подељена испод, тачност угла подељеног корака се и даље може гарантовати, тако да ако се узму у обзир само индикатори тачности угла корака, петофазни степер мотор се може заменити двофазним или трофазним степер мотором. На пример, код примене неке врсте водича за оптерећење завртња од 5 мм, ако се користи двофазни корачни мотор и драјвер је подешен на 4 подеоке, број импулса по обртају мотора је 200 x 4 = 800, а еквивалент импулса је 5 ÷ 800 = 0,00625 мм = 6,25 μм, ова тачност може задовољити већину захтева примене.
(2) Избор статичког обртног момента (обртног момента држања)
Уобичајено коришћени механизми за пренос оптерећења укључују синхроне каишеве, филаментне шипке, зупчаник и летву итд. Купци прво израчунавају оптерећење своје машине (углавном обртни момент убрзања плус обртни момент трења) претворено у потребни обртни момент оптерећења на вратилу мотора. Затим, према максималној брзини рада коју захтевају електрични цветови, следећа два различита случаја употребе за избор одговарајућег обртног момента задржавања корачног мотора 1 за примену потребне брзине мотора од 300pm или мање: ако се оптерећење машине претвори у потребни обртни момент оптерећења вратила мотора T1, онда се овај обртни момент оптерећења множи фактором сигурности SF (обично се узима као 1,5-2,0), односно потребним обртним моментом задржавања корачног мотора Tn 22. За примене које захтевају брзину мотора од 300pm или више: подесите максималну брзину Nmax, ако се оптерећење машине претвори у вратило мотора, потребни обртни момент оптерећења је T1, онда се овај обртни момент оптерећења множи фактором сигурности SF (обично 2,5-3,5), што даје обртни момент задржавања Tn. Погледајте слику 4 и изаберите одговарајући модел. Затим користите криву момента и фреквенције да бисте проверили и упоредили: на кривој момента и фреквенције, максимална брзина Nmax коју захтева корисник одговара максималном изгубљеном кораку обртног момента T2, тада максимални изгубљени корак обртног момента T2 треба да буде већи од T1 за више од 20%. У супротном, потребно је одабрати нови мотор са већим обртним моментом и поново проверити и упоредити према кривој момента и фреквенције новоизабраног мотора.
(3) Што је већи базни број мотора, већи је обртни момент држања.
(4) у складу са номиналном струјом одабрати одговарајући степер драјвер.
На пример, номинална струја мотора 57CM23 је 5A, онда се максимална дозвољена струја погона подудара са већом од 5A (имајте на уму да је то ефективна вредност, а не вршна), у супротном, ако изаберете максималну струју погона од само 3A, максимални излазни обртни момент мотора може бити само око 60%!
5, искуство у примени
(1) проблем резонанције нискофреквентног корачног мотора
Подела погона степера је ефикасан начин за смањење нискофреквентне резонанције степера. Испод 150 о/мин, подела погона је веома ефикасна у смањењу вибрација мотора. Теоретски, што је већа подела, то је бољи ефекат на смањење вибрација степера, али стварна ситуација је да се подела повећава на 8 или 16 након што ефекат побољшања смањења вибрација степера достигне екстрем.
Последњих година, у земљи и иностранству су се појавили корачни драјвери са анти-нискофреквентном резонанцом, Леисаијева ДМ, ДМ-С серија производа, са анти-нискофреквентном резонанцом. Ова серија драјвера користи хармонијску компензацију, кроз компензацију амплитуде и фазног подударања, може значајно смањити нискофреквентне вибрације корачног мотора, како би се постигле ниске вибрације и тих рад мотора.
(2) Утицај поделе корачних мотора на тачност позиционирања
Коло за погон са степер мотором у подељењу не само да може побољшати глаткоћу кретања уређаја, већ и ефикасно побољшати тачност позиционирања опреме. Тестови показују да: У платформи за синхроно кретање са каишним погоном, степер мотор 4 у подељењу, мотор се може прецизно позиционирати у сваком кораку.
Време објаве: 11. јун 2023.