Είναι ευρέως γνωστό στον τομέα της μηχανικής ότι οι μηχανικές ανοχές έχουν μεγάλη επίδραση στην ακρίβεια και την ακρίβεια για κάθε τύπο συσκευής που μπορεί να φανταστεί κανείς ανεξάρτητα από τη χρήση του. Αυτό το γεγονός ισχύει επίσηςβηματικούς κινητήρες. Για παράδειγμα, ένας τυπικός κατασκευασμένος βηματικός κινητήρας έχει επίπεδο ανοχής περίπου ±5 τοις εκατό σφάλματος ανά βήμα. Παρεμπιπτόντως, αυτά είναι λάθη μη συσσωρευτικά. Οι περισσότεροι βηματικοί κινητήρες κινούνται 1,8 μοίρες ανά βήμα, με αποτέλεσμα ένα εύρος πιθανού σφάλματος 0,18 μοιρών, παρόλο που μιλάμε για 200 βήματα ανά περιστροφή (βλ. Εικόνα 1).
Βηματικοί κινητήρες 2 φάσεων - Σειρά GSSD
Μινιατούρα Βήμα για Ακρίβεια
Με τυπική, μη σωρευτική, ακρίβεια ±5 τοις εκατό, ο πρώτος και πιο λογικός τρόπος για να αυξήσετε την ακρίβεια είναι να πατήσετε το μοτέρ με μικρό βήμα. Το Micro stepping είναι μια μέθοδος ελέγχου βηματικών κινητήρων που επιτυγχάνει όχι μόνο υψηλότερη ανάλυση αλλά πιο ομαλή κίνηση σε χαμηλές ταχύτητες, κάτι που μπορεί να είναι μεγάλο όφελος σε ορισμένες εφαρμογές.
Ας ξεκινήσουμε με τη γωνία βήματος 1,8 μοιρών. Αυτή η γωνία βήματος σημαίνει ότι καθώς ο κινητήρας επιβραδύνεται, κάθε βήμα γίνεται μεγαλύτερο μέρος του συνόλου. Σε όλο και πιο αργές ταχύτητες, το σχετικά μεγάλο μέγεθος βήματος προκαλεί γρανάζι στον κινητήρα. Ένας τρόπος για να μετριαστεί αυτή η μειωμένη ομαλότητα λειτουργίας σε χαμηλές ταχύτητες είναι να μειωθεί το μέγεθος κάθε βήματος κινητήρα. Αυτό είναι όπου το micro stepping γίνεται μια σημαντική εναλλακτική λύση.
Το Micro stepping επιτυγχάνεται με τη χρήση διαμορφωμένου πλάτους παλμού (PWM) για τον έλεγχο του ρεύματος στις περιελίξεις του κινητήρα. Αυτό που συμβαίνει είναι ότι ο οδηγός κινητήρα εκπέμπει δύο ημιτονοειδή κύματα τάσης στις περιελίξεις του κινητήρα, καθένα από τα οποία είναι 90 μοίρες εκτός φάσης με το άλλο. Έτσι, ενώ το ρεύμα αυξάνεται σε ένα τύλιγμα, μειώνεται στο άλλο τύλιγμα για να παραχθεί μια σταδιακή μεταφορά ρεύματος, η οποία έχει ως αποτέλεσμα πιο ομαλή κίνηση και πιο σταθερή παραγωγή ροπής από ό,τι θα λάβει κάποιος από ένα τυπικό έλεγχο πλήρους βήματος (ή ακόμη και κοινό μισό βήμα) (βλ. Εικόνα 2).
μονοαξοναβηματικός ελεγκτής κινητήρα +οδηγός λειτουργεί
Όταν αποφασίζουν για αύξηση της ακρίβειας με βάση τον έλεγχο μικροβημάτων, οι μηχανικοί πρέπει να εξετάσουν πώς αυτό επηρεάζει τα υπόλοιπα χαρακτηριστικά του κινητήρα. Ενώ η ομαλότητα της παροχής ροπής, η κίνηση σε χαμηλή ταχύτητα και ο συντονισμός μπορεί να βελτιωθούν με τη χρήση micro stepping, οι τυπικοί περιορισμοί στον έλεγχο και τη σχεδίαση του κινητήρα τους εμποδίζουν να φτάσουν τα ιδανικά συνολικά χαρακτηριστικά τους. Λόγω της λειτουργίας ενός βηματικού κινητήρα, οι μονάδες κίνησης micro stepping μπορούν να προσεγγίσουν μόνο ένα πραγματικό ημιτονοειδές κύμα. Αυτό σημαίνει ότι κάποια κυματισμός ροπής, συντονισμός και θόρυβος θα παραμείνουν στο σύστημα, παρόλο που καθένα από αυτά μειώνεται σημαντικά σε μια λειτουργία μικροβήματος.
Μηχανική Ακρίβεια
Μια άλλη μηχανική ρύθμιση για να αποκτήσετε ακρίβεια στον βηματικό κινητήρα σας είναι να χρησιμοποιήσετε μικρότερο φορτίο αδράνειας. Εάν ο κινητήρας είναι συνδεδεμένος σε μεγάλη αδράνεια όταν προσπαθεί να σταματήσει, το φορτίο θα προκαλέσει κάποια ελαφρά υπερβολική περιστροφή. Επειδή αυτό είναι συχνά ένα μικρό σφάλμα, ο ελεγκτής κινητήρα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να το διορθώσει.
Τέλος, επιστρέφουμε στον ελεγκτή. Αυτή η μέθοδος μπορεί να απαιτήσει κάποια προσπάθεια μηχανικής. Για να βελτιωθεί η ακρίβεια, μπορεί να θέλετε να χρησιμοποιήσετε έναν ελεγκτή που είναι ειδικά βελτιστοποιημένος για τον κινητήρα που έχετε επιλέξει να χρησιμοποιήσετε. Αυτή είναι μια πολύ ακριβής μέθοδος ενσωμάτωσης. Όσο καλύτερη είναι η ικανότητα του ελεγκτή να χειρίζεται με ακρίβεια το ρεύμα του κινητήρα, τόσο μεγαλύτερη ακρίβεια μπορείτε να αποκτήσετε από τον βηματικό κινητήρα που χρησιμοποιείτε. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο ελεγκτής ρυθμίζει ακριβώς πόσο ρεύμα λαμβάνουν οι περιελίξεις του κινητήρα για να ξεκινήσει η βηματική κίνηση.
Η ακρίβεια στα συστήματα κίνησης είναι μια κοινή απαίτηση ανάλογα με την εφαρμογή. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο το σύστημα stepper λειτουργεί μαζί για τη δημιουργία ακρίβειας επιτρέπει σε έναν μηχανικό να επωφεληθεί από τις διαθέσιμες τεχνολογίες, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία των μηχανικών εξαρτημάτων κάθε κινητήρα.
Ώρα δημοσίευσης: Οκτ-19-2023
