Ua ib qho actuator,lub cev muaj zog stepperyog ib qho ntawm cov khoom tseem ceeb ntawm mechatronics, uas yog siv dav hauv ntau yam kev tswj hwm automation. Nrog rau kev txhim kho ntawm microelectronics thiab computer technology, qhov kev thov rau stepper motors nce ntxiv txhua hnub, thiab lawv siv rau hauv ntau lub teb chaws kev lag luam.
01 Dab tsi yog ib qholub cev muaj zog stepper
Lub cev muaj zog stepper yog ib lub cuab yeej electromechanical uas ncaj qha hloov cov hluav taws xob pulses mus rau hauv kev txav khoom siv. Los ntawm kev tswj cov kab ke, zaus thiab tus lej ntawm cov hluav taws xob pulses siv rau lub kauj ntawm lub cev muaj zog, lub kauj tsheb, qhov ceev thiab lub kaum sab xis ntawm lub cev muaj zog stepper tuaj yeem tswj tau. Tsis tas siv lub kaw lus tswj kev tawm tswv yim nrog kev ntsuas qhov chaw, qhov chaw tseeb thiab kev tswj ceev tuaj yeem ua tiav los ntawm kev siv lub kaw lus tswj qhib yooj yim, pheej yig uas muaj lub cev muaj zog stepper thiab nws tus tsav tsheb nrog.
02 lub cev muaj zog steppercov qauv yooj yim thiab cov ntsiab cai ua haujlwm
Cov qauv yooj yim:
Txoj cai ua haujlwm: tus tsav tsheb stepper raws li lub teeb liab thiab lub teeb liab sab nraud, los ntawm nws lub voj voog sab hauv, tswj cov stepper motor windings hauv qee lub sijhawm ua haujlwm mus tom ntej lossis rov qab, kom lub cev muaj zog tig mus tom ntej / rov qab, lossis xauv.
Piv txwv li, siv 1.8 degree ob theem stepper motor: thaum ob lub windings muaj zog thiab zoo siab, lub qhov tso zis ntawm lub cev muaj zog yuav nyob ruaj khov thiab xauv rau hauv qhov chaw. Lub zog siab tshaj plaws uas yuav ua rau lub cev muaj zog xauv ntawm qhov tam sim no ntsuas yog lub zog tuav. Yog tias qhov tam sim no hauv ib qho ntawm cov windings raug xa mus, lub cev muaj zog yuav tig ib kauj ruam (1.8 degree) mus rau hauv ib qho kev taw qhia.
Ib yam li ntawd, yog tias tam sim no hauv lwm qhov winding hloov kev taw qhia, lub cev muaj zog yuav tig ib kauj ruam (1.8 degrees) hauv qhov kev taw qhia rov qab ntawm tus qub. Thaum cov tam sim no los ntawm cov kauj windings raug xa mus rau qhov kev txhawb siab, lub cev muaj zog yuav tig mus rau hauv ib kauj ruam txuas ntxiv mus rau hauv qhov kev taw qhia uas tau muab nrog qhov tseeb siab heev. Rau 1.8 degrees ntawm ob-theem stepper lub cev muaj zog tig ntawm ib lub lim tiam siv 200 kauj ruam.
Ob-theem stepper motors muaj ob hom windings: bipolar thiab unipolar. Bipolar motors tsuas muaj ib lub winding coil ib theem, lub cev muaj zog tig tas mus li ntawm qhov tam sim no hauv tib lub coil kom ua rau muaj kev hloov pauv sib law liag, kev tsim qauv ntawm lub voj voog tsav tsheb xav tau yim lub qhov hloov hluav taws xob rau kev hloov pauv sib law liag.
Unipolar motors muaj ob lub kauj vuam ntawm qhov sib txawv polarity ntawm txhua theem, thiab lub cev muaj zog
tig tas li los ntawm kev hloov pauv lub zog ntawm ob lub kauj voj voog ntawm tib theem.
Lub voj voog tsav tsheb yog tsim los kom tsuas yog xav tau plaub lub qhov hluav taws xob xwb. Hauv lub bipolar
hom tsav tsheb, lub zog tso zis ntawm lub cev muaj zog nce ntxiv txog li 40% piv rau
hom tsav unipolar vim tias cov kauj vuam ntawm txhua theem yog 100% zoo siab.
03, Stepper lub cev muaj zog thauj khoom
A. Lub sijhawm thauj khoom (Tf)
Tf = G * r
G: Thauj khoom hnyav
r: vojvoog
B. Lub zog inertia (TJ)
TJ = J * dw/dt
J = M * (R12 + R22) / 2 (Kg * cm)
M: Thauj khoom hnyav
R1: Lub vojvoog ntawm lub nplhaib sab nraud
R2: Lub vojvoog ntawm lub nplhaib sab hauv
dω/dt: Kev nrawm ntawm lub kaum sab xis
04, stepper motor ceev-torque nkhaus
Qhov nkhaus ceev-torque yog qhov qhia tseem ceeb ntawm cov yam ntxwv tso zis ntawm stepper
cov cav.
A. Stepper lub cev muaj zog ua haujlwm zaus taw tes
Tus nqi ceev ntawm lub cev muaj zog stepper ntawm ib qho chaw.
n = q * Hz / (360 * D)
n: rev/sec
Hz: Tus nqi zaus
D: Tus nqi ntawm kev sib txuas ntawm lub voj voog tsav tsheb
q: lub kaum sab xis ntawm lub cev muaj zog stepper
Piv txwv li, lub cev muaj zog stepper nrog lub kaum sab xis ntawm 1.8 °, nrog rau 1/2 interpolation tsav(piv txwv li, 0.9° ib kauj ruam), muaj qhov ceev ntawm 1.25 r/s ntawm qhov zaus ua haujlwm ntawm 500 Hz.
B. Stepper motor tus kheej pib thaj chaw
Thaj chaw uas lub cev muaj zog stepper tuaj yeem pib thiab nres ncaj qha.
C. Thaj chaw ua haujlwm tas mus li
Hauv thaj chaw no, lub cev muaj zog stepper tsis tuaj yeem pib lossis nres ncaj qha. Cov motors stepper hauvthaj chaw no yuav tsum tau hla dhau thaj chaw pib tus kheej ua ntej thiab tom qab ntawd yuav tsum tau nrawm kom mus txog qhovthaj chaw ua haujlwm. Ib yam li ntawd, lub cev muaj zog stepper hauv thaj chaw no tsis tuaj yeem nres ncaj qha,txwv tsis pub nws yooj yim ua rau lub cev muaj zog stepper tawm ntawm kauj ruam, yuav tsum tau ua kom qeeb ua ntejthaj chaw pib nws tus kheej thiab tom qab ntawd nres.
D. Stepper lub cev muaj zog pib zaus siab tshaj plaws
Lub cev muaj zog tsis muaj lub xeev thauj khoom, kom ntseeg tau tias lub cev muaj zog stepper tsis poob kev ua haujlwm ntawm cov kauj ruamzaus siab tshaj plaws ntawm lub plawv dhia.
E. Stepper lub cev muaj zog ua haujlwm ntau zaus
Qhov zaus siab tshaj plaws ntawm lub zog uas lub cev muaj zog ua kom khiav yam tsis poob ib kauj ruamnyob rau hauv tsis muaj load.
F. Stepper lub cev muaj zog pib lub zog / rub-hauv lub zog
Yuav kom tau raws li lub stepper motor hauv qee lub zaus pulse kom pib thiab pib khiav, tsis muajpoob cov kauj ruam ntawm qhov siab tshaj plaws load torque.
G. Stepper lub cev muaj zog khiav torque / kos-hauv torque
Qhov siab tshaj plaws ntawm lub zog torque uas ua kom txaus siab rau kev ua haujlwm ruaj khov ntawm lub cev muaj zog stepper ntawm aqee qhov zaus ntawm lub zog tsis poob ntawm kauj ruam.
05 Stepper lub cev muaj zog tswj kev nrawm / qeeb
Thaum lub stepper motor ua haujlwm zaus taw tes hauv qhov nkhaus ceev-torque ntawm kev sib txuas ntxiv musthaj chaw ua haujlwm, yuav ua li cas kom luv lub cev muaj zog pib lossis nres kev nrawm lossis qeeblub sijhawm, yog li ntawd lub cev muaj zog khiav ntev dua hauv qhov ceev tshaj plaws, yog li ua rau kom muaj zog ntxivlub sijhawm khiav zoo ntawm lub cev muaj zog yog qhov tseem ceeb heev.
Raws li pom hauv daim duab hauv qab no, qhov nkhaus dynamic torque ntawm stepper motor yogib txoj kab ncaj nraim ntawm qhov ceev qis; ntawm qhov ceev siab, qhov nkhaus txo qis exponentiallyvim yog qhov cuam tshuam ntawm inductance.
Peb paub tias lub zog ntawm stepper motor yog TL, xav tias peb xav kom nrawm dua los ntawm F0 mus rau F1 hauvlub sijhawm luv tshaj plaws (tr), yuav ua li cas xam lub sijhawm luv tshaj plaws tr?
(1) Feem ntau, 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. Kev nrawm nrawm hauv qhov xwm txheej ceev ceev
(1) Feem ntau
TJ0 = 70%Tm0
TJ1 = 70%Tm1
TL = 60% Tm1
(2)
tr = F4 * Hauv [(TJ 0-TL)/(TJ 1-TL)]
(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)
Cov ntawv sau.
J qhia txog qhov kev sib hloov ntawm lub cev muaj zog rotor hauv qab lub nra hnyav.
q yog lub kaum sab xis ntawm txhua kauj ruam, uas yog lub kaum sab xis ntawm lub cev muaj zog stepper hauv
rooj plaub ntawm tag nrho cov tsav.
Hauv kev ua haujlwm deceleration, tsuas yog thim rov qab qhov zaus ntawm lub zog pulse saum toj no tuaj yeem ua tau
xam.
06 stepper lub cev muaj zog vibration thiab suab nrov
Feem ntau hais lus, stepper motor hauv kev ua haujlwm tsis muaj load, thaum lub cev muaj zog ua haujlwm zausyog ze rau lossis sib npaug rau lub cev muaj zog rotor lub zaus inherent yuav resonate, loj yuavtshwm sim tawm ntawm cov kauj ruam phenomenon.
Muaj ntau txoj kev daws teeb meem rau resonance:
A. Tsis txhob cia lub zog co: kom lub cev muaj zog ua haujlwm tsis poob rau hauvqhov ntau ntawm kev co
B. Txais yuav hom kev tsav tsheb subdivision: Siv hom kev tsav tsheb micro-step kom txo qhov kev co los ntawm
faib thawj kauj ruam mus rau ntau kauj ruam kom nce qhov kev daws teeb meem ntawm txhua tus
kauj ruam ntawm lub cev muaj zog. Qhov no tuaj yeem ua tiav los ntawm kev kho qhov sib piv ntawm theem mus rau tam sim no ntawm lub cev muaj zog.
Microstepping tsis ua rau kom lub kaum sab xis ntawm kauj ruam raug dua, tab sis ua rau lub cev muaj zog khiav ntau dua
du thiab muaj suab nrov tsawg dua. Lub zog torque feem ntau qis dua 15% rau kev ua haujlwm ib nrab kauj ruam
dua li rau kev ua haujlwm puv nkaus, thiab qis dua 30% rau kev tswj hwm tam sim no sine wave.
Lub sijhawm tshaj tawm: Kaum Ib Hlis-09-2022