Raws li tus actuator,stepper lub cev muaj zogyog ib qho ntawm cov khoom tseem ceeb ntawm mechatronics, uas yog dav siv nyob rau hauv ntau yam automation tswj systems. Nrog rau txoj kev loj hlob ntawm microelectronics thiab computer technology, qhov kev thov rau stepper motors yog nce ib hnub twg, thiab lawv tau siv nyob rau hauv ntau lub teb chaws kev lag luam teb.
01 yog astepper lub cev muaj zog
Stepper lub cev muaj zog yog ib qho khoom siv hluav taws xob uas ncaj qha hloov hluav taws xob pulses rau hauv cov tshuab ua haujlwm. Los ntawm kev tswj cov kab ke, zaus thiab tus naj npawb ntawm cov hluav taws xob pulses siv rau lub cev muaj zog coil, stepper lub cev muaj zog lub kauj, ceev thiab tig lub kaum sab xis tuaj yeem tswj tau. Yog tsis muaj kev siv lub kaw lus tawm tswv yim tswj qhov system nrog txoj hauj lwm sensing, meej txoj hauj lwm thiab ceev tswj yuav ua tau tiav siv ib tug yooj yim, tsis tshua muaj nqi qhib-loop tswj system uas muaj xws li ib tug stepper lub cev muaj zog thiab nws cov neeg tsav tsheb nrog.
02 stepper lub cev muaj zogcov qauv tsim thiab cov qauv kev ua haujlwm
Basic qauv:
Ua hauj lwm hauv paus ntsiab lus: stepper lub cev muaj zog tsav tsheb raws li lub sab nraud tswj mem tes thiab kev taw qhia teeb liab, los ntawm nws sab hauv logic Circuit Court, tswj lub stepper lub cev muaj zog windings nyob rau hauv ib tug tej lub sij hawm ib theem zuj zus rau pem hauv ntej los yog rov qab energized, thiaj li hais tias lub cev muaj zog rau pem hauv ntej / rov qab tig, los yog xauv.
Siv 1.8 degree ob-theem stepper lub cev muaj zog ua piv txwv: thaum ob qho tib si windings muaj zog thiab zoo siab, lub cev muaj zog tso zis ncej yuav nyob ruaj ruaj thiab kaw hauv txoj haujlwm. Qhov siab tshaj plaws torque uas yuav ua kom lub cev muaj zog xauv ntawm qhov ntsuas tam sim no yog qhov tuav lub zog. Yog hais tias tam sim no nyob rau hauv ib qho ntawm cov windings yog redirected, lub cev muaj zog yuav tig ib kauj ruam (1.8 degrees) nyob rau hauv ib tug muab kev taw qhia.
Ib yam li ntawd, yog tias qhov tam sim no nyob rau hauv lwm qhov winding hloov cov kev taw qhia, lub cev muaj zog yuav tig ib kauj ruam (1.8 degrees) nyob rau hauv lub opposite kev taw qhia ntawm lub qub. Thaum cov dej ntws los ntawm cov coil windings tau txuas ntxiv mus rau kev ua kom muaj zog, lub cev muaj zog yuav tig mus rau hauv cov kauj ruam tas mus li hauv cov kev taw qhia uas muaj qhov tseeb heev. Rau 1.8 degrees ntawm ob-theem stepper lub cev muaj zog tig ntawm ib lub lim tiam yuav siv 200 kauj ruam.
Ob-theem stepper motors muaj ob hom windings: bipolar thiab unipolar. Bipolar motors muaj tsuas yog ib qho winding kauj ib theem, lub cev muaj zog nruam kev sib hloov ntawm cov tam sim no nyob rau hauv tib lub kauj kom ua raws li qhov sib txawv ntawm excitation, tus tsim ntawm lub voj voog tsav yuav tsum muaj yim lub tshuab hluav taws xob hloov mus ua ntu zus.
Unipolar motors muaj ob winding coils ntawm opposite polarity ntawm txhua theem, thiab lub cev muaj zog
rotates tsis tu ncua los ntawm alternately energizing ob winding coils nyob rau tib theem.
Lub voj voog tsav yog tsim los kom tsuas yog plaub lub tshuab hluav taws xob. Nyob rau hauv lub bipolar
tsav hom, qhov tso zis torque ntawm lub cev muaj zog yog nce li ntawm 40% piv rau cov
unipolar tsav hom vim lub winding coils ntawm txhua theem yog 100% zoo siab.
03, Stepper lub cev muaj zog load
A. Lub sijhawm thauj khoom (Tf)
Tf = G*r
G: Load hnyav
r :kub
B. Inertia load (TJ)
TJ = J * dw/dt
J = M * (R12 + R22) / 2 (Kg * cm)
M: Load mass
R1: Radius ntawm lub nplhaib sab nraud
R2: Radius ntawm lub nplhaib puab
dω/dt: Angular acceleration
04, stepper motor ceev-torque nkhaus
Qhov ceev-torque nkhaus yog ib qho tseem ceeb qhia ntawm cov zis cov yam ntxwv ntawm stepper
lub cev muaj zog.
A. Stepper lub cev muaj zog ua haujlwm zaus taw tes
Tus nqi ceev ntawm stepper lub cev muaj zog ntawm ib qho chaw.
n = q * Hz / (360 * D)
n: rov/sec
Hz: Tus nqi zaus
D: Tsav Circuit Court interpolation tus nqi
q: stepper lub cev muaj zog kauj ruam kaum
Piv txwv li, ib tug stepper lub cev muaj zog nrog lub suab lub kaum sab xis ntawm 1.8 °, nrog ib tug 1/2 interpolation tsav(piv txwv li, 0.9 ° ib kauj ruam), muaj qhov ceev ntawm 1.25 r / s ntawm kev khiav hauj lwm zaus ntawm 500 Hz.
B. Stepper lub cev muaj zog nws tus kheej pib cheeb tsam
Qhov chaw uas lub tshuab stepper tuaj yeem pib thiab nres ncaj qha.
C. Kev ua haujlwm tsis tu ncua
Hauv cheeb tsam no, lub tshuab stepper tsis tuaj yeem pib lossis nres ncaj qha. Stepper motors hauvthaj chaw no yuav tsum xub hla dhau qhov chaw pib ntawm tus kheej thiab tom qab ntawd yuav tsum tau nrawm kom ncav cuagthaj chaw ua haujlwm. Ib yam li ntawd, stepper lub cev muaj zog nyob rau hauv cheeb tsam no tsis tuaj yeem ncaj qha braked,txwv tsis pub nws yog ib qho yooj yim ua rau lub stepper lub cev muaj zog tawm ntawm cov kauj ruam, yuav tsum xub decelerated rautus kheej pib qhov chaw thiab ces braked.
D. Stepper lub cev muaj zog siab tshaj plaws pib zaus
Lub cev muaj zog tsis muaj-load lub xeev, los xyuas kom meej tias lub cev muaj zog stepper tsis plam kev ua haujlwm ntawm cov kauj ruamsiab tshaj pulse zaus.
E. Stepper lub cev muaj zog tshaj plaws ua haujlwm zaus
Qhov siab tshaj plaws mem tes zaus uas lub cev muaj zog txaus siab ua haujlwm yam tsis tau poob ib kauj ruamnyob rau hauv tsis muaj load.
F. Stepper lub cev muaj zog pib torque / rub-hauv torque
Txhawm rau ua kom tau raws li lub cev muaj zog stepper nyob rau hauv qee yam mem tes zaus pib thiab pib khiav, tsis muajpoob cov kauj ruam ntawm qhov siab tshaj plaws load torque.
G. Stepper lub cev muaj zog khiav torque/draw-in torque
Lub siab tshaj plaws load torque uas txaus siab rau qhov ruaj khov kev ua haujlwm ntawm stepper lub cev muaj zog ntawm atej yam mem tes zaus yam tsis poob ntawm kauj ruam.
05 Stepper lub cev muaj zog acceleration/deceleration motion control
Thaum lub stepper lub cev muaj zog ua hauj lwm zaus taw tes nyob rau hauv lub ceev-torque nkhaus ntawm nruamthaj chaw ua haujlwm, yuav ua li cas kom luv lub cev muaj zog pib lossis nres acceleration lossis decelerationlub sij hawm, kom lub cev muaj zog khiav ntev dua nyob rau hauv lub zoo tshaj plaws ceev lub xeev, yog li nce lublub sijhawm ua haujlwm zoo ntawm lub cev muaj zog yog qhov tseem ceeb heev.
Raws li pom nyob rau hauv daim duab hauv qab no, dynamic torque yam ntxwv nkhaus ntawm stepper lub cev muaj zog yogkab rov tav txoj kab ncaj nraim ntawm qis ceev; ntawm kev kub ceev, qhov nkhaus txo qis exponentallyvim qhov cuam tshuam ntawm inductance.
Peb paub tias stepper lub cev muaj zog load yog TL, piv txwv li peb xav kom nrawm ntawm F0 mus rau F1 hauvlub sij hawm luv tshaj (tr), yuav ua li cas xam lub sij hawm luv tshaj tr?
(1) Nquag, 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. Exponential acceleration hauv kev kub ceev
(1) Nquag
TJ0 = 70% Tm0
TJ1 = 70% Tm1
TL = 60% Tm1
(2)
tr = F4 * In [(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)
Sau ntawv.
J qhia txog kev sib hloov inertia ntawm lub cev muaj zog rotor nyob rau hauv load.
q yog lub kaum sab xis ntawm txhua kauj ruam, uas yog lub kaum sab xis ntawm lub tshuab stepper hauv lub
case ntawm tag nrho tsav.
Hauv kev ua haujlwm deceleration, tsuas yog thim rov qab rau saum toj no acceleration mem tes zaus tuaj yeem ua tau
xam.
06 stepper lub cev muaj zog vibration thiab suab nrov
Feem ntau hais lus, stepper lub cev muaj zog hauv kev ua haujlwm tsis muaj kev thauj khoom, thaum lub cev muaj zog ua haujlwm zausyog nyob ze los yog sib npaug rau lub cev muaj zog rotor lub inherent zaus yuav resonate, loj yuavtshwm sim tawm ntawm kauj ruam phenomenon.
Muaj ntau cov kev daws teeb meem rau resonance:
A. Zam kev vibration tsam: kom lub cev muaj zog ua haujlwm zaus tsis poob rau hauvkev vibration range
B. Txais yuav subdivision tsav hom: Siv micro-kauj ruam tsav hom kom txo kev co los ntawm
subdividing tus thawj ib kauj ruam mus rau hauv ntau cov kauj ruam kom nce qhov kev daws teeb meem ntawm txhua
lub cev muaj zog. Qhov no tuaj yeem ua tiav los ntawm kev kho cov theem rau tam sim no piv ntawm lub cev muaj zog.
Microstepping tsis nce lub kaum sab xis qhov tseeb, tab sis ua rau lub cev muaj zog khiav ntau dua
smoothly thiab nrog tsawg suab nrov. Lub torque feem ntau yog 15% qis dua rau kev ua haujlwm ib nrab
tshaj rau kev ua haujlwm puv-kauj ruam, thiab 30% qis dua rau sine wave tam sim no tswj.
Post lub sij hawm: Nov-09-2022