Motor stepperboleh digunakan untuk kawalan kelajuan dan kawalan kedudukan tanpa menggunakan peranti maklum balas (iaitu kawalan gelung terbuka), jadi penyelesaian pemacu ini adalah ekonomi dan boleh dipercayai. Dalam peralatan automasi, instrumen, pemacu stepper telah digunakan secara meluas. Tetapi ramai pengguna kakitangan teknikal tentang cara memilih motor stepper yang sesuai, cara membuat prestasi pemacu stepper yang terbaik atau mempunyai lebih banyak soalan. Kertas ini membincangkan pemilihan motor stepper, dengan memberi tumpuan kepada aplikasi beberapa pengalaman kejuruteraan motor stepper, saya berharap agar pempopularan motor stepper dalam peralatan automasi memainkan peranan dalam rujukan.
1. Pengenalanmotor stepper
Motor stepper juga dikenali sebagai motor denyut atau motor langkah. Ia bergerak pada sudut tertentu setiap kali keadaan pengujaan diubah mengikut isyarat denyut input, dan kekal pegun pada kedudukan tertentu apabila keadaan pengujaan kekal tidak berubah. Ini membolehkan motor stepper menukar isyarat denyut input kepada anjakan sudut yang sepadan untuk output. Dengan mengawal bilangan denyut input, anda boleh menentukan anjakan sudut output dengan tepat untuk mencapai kedudukan terbaik; dan dengan mengawal frekuensi denyut input, anda boleh mengawal kelajuan sudut output dengan tepat dan mencapai tujuan pengawalaturan kelajuan. Pada akhir 1960-an, pelbagai motor stepper praktikal telah wujud, dan 40 tahun yang lalu telah menyaksikan perkembangan pesat. Motor stepper telah dapat menggabungkan motor DC, motor tak segerak, serta motor segerak, menjadi jenis motor asas. Terdapat tiga jenis motor stepper: reaktif (jenis VR), magnet kekal (jenis PM) dan hibrid (jenis HB). Motor stepper hibrid menggabungkan kelebihan dua bentuk pertama motor stepper. Motor stepper terdiri daripada rotor (teras rotor, magnet kekal, aci, galas bebola), stator (penggulungan, teras stator), penutup hujung hadapan dan belakang, dan sebagainya. Motor stepper hibrid dua fasa yang paling biasa mempunyai stator dengan 8 gigi besar, 40 gigi kecil dan rotor dengan 50 gigi kecil; motor tiga fasa mempunyai stator dengan 9 gigi besar, 45 gigi kecil dan rotor dengan 50 gigi kecil.
2, prinsip kawalan
Yangmotor stepperTidak boleh disambungkan terus ke bekalan kuasa, dan juga tidak boleh menerima isyarat denyut elektrik secara langsung, ia mesti direalisasikan melalui antara muka khas - pemacu motor stepper untuk berinteraksi dengan bekalan kuasa dan pengawal. Pemacu motor stepper secara amnya terdiri daripada pengedar gelang, dan litar penguat kuasa. Pembahagi gelang menerima isyarat kawalan daripada pengawal. Setiap kali isyarat denyut diterima, output pembahagi gelang ditukar sekali, jadi kehadiran atau ketiadaan dan frekuensi isyarat denyut boleh menentukan sama ada kelajuan motor stepper tinggi atau rendah, memecut atau nyahpecut untuk memulakan atau berhenti. Pengedar gelang juga mesti memantau isyarat arah daripada pengawal untuk menentukan sama ada peralihan keadaan outputnya berada dalam tertib positif atau negatif, dan dengan itu menentukan stereng motor stepper.
3, parameter utama
①Nombor blok: terutamanya 20, 28, 35, 42, 57, 60, 86, dsb.
②Nombor fasa: bilangan gegelung di dalam motor stepper, nombor fasa motor stepper secara amnya mempunyai dua fasa, tiga fasa, lima fasa. China menggunakan motor stepper dua fasa terutamanya, tiga fasa juga mempunyai beberapa aplikasi. Jepun lebih kerap menggunakan motor stepper lima fasa
③Sudut langkah: sepadan dengan isyarat denyut, anjakan sudut putaran rotor motor. Formula pengiraan sudut langkah motor stepper adalah seperti berikut
Sudut langkah = 360° ÷ (2mz)
m bilangan fasa motor stepper
Z bilangan gigi rotor motor stepper.
Mengikut formula di atas, sudut langkah motor stepper dua fasa, tiga fasa dan lima fasa masing-masing ialah 1.8°, 1,2° dan 0.72°
④ Tork penahan: ialah tork penggulungan stator motor melalui arus undian, tetapi rotor tidak berputar, stator mengunci rotor. Tork penahan adalah parameter terpenting motor stepper, dan merupakan asas utama pemilihan motor.
⑤ Tork kedudukan: ialah tork yang diperlukan untuk memutarkan rotor dengan daya luaran apabila motor tidak mengalirkan arus. Tork adalah salah satu petunjuk prestasi untuk menilai motor, dalam kes parameter lain adalah sama, semakin kecil tork kedudukan bermakna "kesan slot" adalah lebih kecil, semakin bermanfaat untuk kelancaran motor yang berjalan pada kelajuan rendah ciri frekuensi tork: terutamanya merujuk kepada ciri frekuensi tork yang ditarik keluar, operasi motor yang stabil pada kelajuan tertentu boleh menahan tork maksimum tanpa kehilangan langkah. Lengkung frekuensi momen digunakan untuk menggambarkan hubungan antara tork maksimum dan kelajuan (frekuensi) tanpa kehilangan langkah. Lengkung frekuensi tork adalah parameter penting motor stepper dan merupakan asas utama untuk pemilihan motor.
⑥ Arus dinilai: arus penggulungan motor yang diperlukan untuk mengekalkan tork dinilai, nilai berkesan
4. Memilih titik
Aplikasi perindustrian yang digunakan dalam kelajuan motor stepper sehingga 600 ~ 1500rpm, kelajuan yang lebih tinggi, anda boleh mempertimbangkan pemacu motor stepper gelung tertutup, atau memilih program pemacu servo yang lebih sesuai untuk langkah pemilihan motor stepper (lihat rajah di bawah).
(1) Pilihan sudut langkah
Mengikut bilangan fasa motor, terdapat tiga jenis sudut langkah: 1.8° (dua fasa), 1.2° (tiga fasa), 0.72° (lima fasa). Sudah tentu, sudut langkah lima fasa mempunyai ketepatan tertinggi tetapi motor dan pemacunya lebih mahal, jadi ia jarang digunakan di China. Di samping itu, pemacu stepper arus perdana kini menggunakan teknologi pemacu subbahagian, dalam 4 subbahagian di bawah, ketepatan sudut langkah subbahagian masih boleh dijamin, jadi jika penunjuk ketepatan sudut langkah sahaja daripada pertimbangan, motor stepper lima fasa boleh digantikan dengan motor stepper dua fasa atau tiga fasa. Contohnya, dalam penggunaan sejenis plumbum untuk beban skru 5mm, jika motor langkah dua fasa digunakan dan pemacu ditetapkan pada 4 subbahagian, bilangan denyut setiap pusingan motor ialah 200 x 4 = 800, dan setara denyut ialah 5 ÷ 800 = 0.00625mm = 6.25μm, ketepatan ini dapat memenuhi kebanyakan keperluan aplikasi.
(2) Pemilihan tork statik (tork penahan)
Mekanisme penghantaran beban yang biasa digunakan termasuk tali sawat segerak, bar filamen, rak dan pinion, dan sebagainya. Pelanggan terlebih dahulu mengira beban mesin mereka (terutamanya tork pecutan ditambah tork geseran) yang ditukar kepada tork beban yang diperlukan pada aci motor. Kemudian, mengikut kelajuan larian maksimum yang diperlukan oleh bunga elektrik, dua kes penggunaan berbeza berikut untuk memilih tork pegangan yang sesuai untuk motor stepper ① untuk aplikasi kelajuan motor yang diperlukan 300pm atau kurang: jika beban mesin ditukar kepada tork beban yang diperlukan aci motor T1, maka tork beban ini didarabkan dengan faktor keselamatan SF (biasanya diambil sebagai 1.5-2.0), iaitu, tork pegangan motor stepper yang diperlukan Tn ②2 untuk Untuk aplikasi yang memerlukan kelajuan motor 300pm atau lebih: tetapkan kelajuan maksimum Nmax, jika beban mesin ditukar kepada aci motor, tork beban yang diperlukan ialah T1, maka tork beban ini didarabkan dengan faktor keselamatan SF (biasanya 2.5-3.5), yang memberikan tork pegangan Tn. Rujuk Rajah 4 dan pilih model yang sesuai. Kemudian gunakan lengkung frekuensi momen untuk menyemak dan membandingkan: pada lengkung frekuensi momen, kelajuan maksimum Nmax yang diperlukan oleh pengguna sepadan dengan tork langkah hilang maksimum T2, maka tork langkah hilang maksimum T2 hendaklah lebih daripada 20% lebih besar daripada T1. Jika tidak, adalah perlu untuk memilih motor baharu dengan tork yang lebih besar, dan semak dan bandingkan sekali lagi mengikut lengkung frekuensi tork motor yang baru dipilih.
(3) Semakin besar bilangan tapak motor, semakin besar tork pegangan.
(4) mengikut arus undian untuk memilih pemacu stepper yang sepadan.
Contohnya, arus undian motor 57CM23 ialah 5A, maka anda sepadan dengan arus maksimum yang dibenarkan oleh pemacu yang lebih daripada 5A (sila ambil perhatian bahawa ia adalah nilai berkesan dan bukannya puncak), jika tidak, jika anda memilih arus maksimum hanya pemacu 3A, tork output maksimum motor hanya boleh menjadi kira-kira 60%!
5, pengalaman permohonan
(1) masalah resonans frekuensi rendah motor stepper
Pemacu stepper subbahagian adalah cara yang berkesan untuk mengurangkan resonans frekuensi rendah motor stepper. Di bawah 150rpm, pemacu subbahagian sangat berkesan dalam mengurangkan getaran motor. Secara teorinya, semakin besar subbahagian, semakin baik kesannya terhadap pengurangan getaran motor stepper, tetapi keadaan sebenar ialah subbahagian meningkat kepada 8 atau 16 selepas kesan penambahbaikan terhadap pengurangan getaran motor stepper telah mencapai tahap yang melampau.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, terdapat pemacu stepper resonans anti-frekuensi rendah yang disenaraikan di dalam dan luar negara, siri produk DM, DM-S Leisai, teknologi resonans anti-frekuensi rendah. Siri pemacu ini menggunakan pampasan harmonik, melalui pampasan padanan amplitud dan fasa, boleh mengurangkan getaran frekuensi rendah motor stepper dengan ketara, untuk mencapai operasi getaran rendah dan bunyi rendah motor.
(2) Kesan subbahagian motor stepper terhadap ketepatan kedudukan
Litar pemacu subbahagian motor stepper bukan sahaja dapat meningkatkan kelancaran pergerakan peranti, tetapi juga dapat meningkatkan ketepatan kedudukan peralatan dengan berkesan. Ujian menunjukkan bahawa: Dalam platform gerakan pemacu tali sawat segerak, subbahagian motor stepper 4, motor boleh diletakkan dengan tepat pada setiap langkah.
Masa siaran: 11 Jun 2023