Step motorlar nasıl yavaşlar?

Bir aktüatör olarak,kademeli motorMekatronik alanının temel ürünlerinden biri olan step motorlar, çeşitli otomasyon kontrol sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Mikroelektronik ve hassas üretim teknolojisinin gelişmesiyle birlikte step motorlara olan talep gün geçtikçe artmakta ve step motorlar ile dişli aktarım mekanizmasının bir araya getirilerek oluşturulan redüksiyon dişli kutuları da giderek daha fazla uygulama alanında kullanılmaktadır. Bugün bu redüksiyon dişli aktarım mekanizmasını hep birlikte anlamaya çalışalım.

 

Step motorlar nasıl yavaşlar?

Step motor, yaygın olarak kullanılan bir tahrik motorudur ve ideal iletim etkisini elde etmek için genellikle yavaşlatma ekipmanıyla birlikte kullanılır; step motorun yaygın olarak kullandığı yavaşlatma ekipmanı ve yöntemleri arasında ise redüksiyon dişli kutusu, enkoder, kontrolör, darbe sinyali vb. bulunur.

 

Darbe sinyalinin yavaşlatılması:Step motorun dönüş hızı, giriş darbe sinyalindeki değişime bağlıdır. Teoride, sürücüye bir darbe verildiğinde, step motor bir adım açısı kadar döner (alt bölümleme, alt bölümleme adım açısı için geçerlidir). Pratikte, darbe sinyali çok hızlı değişirse, step motor, ters elektrik potansiyelinin içsel sönümleme etkisi nedeniyle, rotor ve stator arasındaki manyetik tepki, elektrik sinyalindeki değişimi takip etmez, bu da bloke olmaya ve adım kaybına yol açar.

 

Redüksiyon dişli kutusunun yavaşlaması:Redüksiyon dişli kutusuyla birlikte kullanılan kademeli motor, yüksek hız ve düşük tork üreten bir çıkış gücüne sahiptir. Redüksiyon dişli kutusuna bağlı olan bu sistemde, dişli kutusunun içindeki redüksiyon dişlileri, redüksiyon oranıyla birbirine geçerek iletimi sağlar. Bu sayede, kademeli motorun yüksek çıkış hızı düşürülür ve iletim torku artırılarak ideal iletim etkisi elde edilir. Redüksiyon etkisi, dişli kutusunun redüksiyon oranına bağlıdır; redüksiyon oranı ne kadar yüksekse, çıkış hızı o kadar düşük olur ve bunun tersi de geçerlidir.

 

Eğrisel üstel kontrol hızı:Yazılım programlamada, öncelikle hesaplanan zaman sabitleri bilgisayar belleğine kaydedilir ve çalışma sırasında seçim yapılır. Genellikle, step motorun hızlanma ve yavaşlama süresi 300 ms veya daha fazladır. Çok kısa hızlanma ve yavaşlama süreleri kullanılırsa, step motorların büyük çoğunluğunda yüksek hızlı dönüş elde etmek zorlaşır.

 

Kodlayıcı kontrolüyle yavaşlama:Basit ve pratik bir kontrol yöntemi olan PID kontrolü, step motor sürücülerinde geniş uygulama alanı bulmuştur. Verilen r(t) değeri ve gerçek çıkış değeri c(t)'ye dayanarak kontrol sapması e(t)'yi oluşturur; oransal, integral ve diferansiyel sapmalar, kontrol miktarının doğrusal bir kombinasyonu yoluyla kontrol nesnesinin kontrolünü sağlar. Bu çalışmada, iki fazlı hibrit step motorda entegre bir konum sensörü kullanılarak, konum dedektörü ve vektör kontrolüne dayalı otomatik olarak ayarlanabilir bir PI hız kontrolcüsü tasarlanmıştır; bu kontrolcü, değişken çalışma koşulları altında tatmin edici geçici özellikler sağlar. Step motorun matematiksel modeline dayanarak, step motorun PID kontrol sistemi tasarlanmış ve motor hareketini belirtilen konuma kontrol etmek için kontrol miktarını elde etmek üzere PID kontrol algoritması kullanılmıştır. Son olarak, kontrolün iyi dinamik tepki özelliklerine sahip olduğu simülasyon ile doğrulanmıştır. PID kontrolcüsü, basit yapı, yüksek sağlamlık ve yüksek güvenilirlik avantajlarına sahiptir, ancak sistemdeki belirsiz bilgilerle etkili bir şekilde başa çıkamaz.

 

Step motor hangi redüktörle eşleştirilebilir? Step motor ve dişli kutusu seçim paketinde bu faktörlere dikkat edilmeli ve birlikte kullanılmak üzere ne tür bir dişli kutusu seçilebilir?

 

1. Redüktörlü kademeli motorun nedeni

 

Step motor, stator faz akımının frekansını değiştirerek, örneğin step motor sürücü devresinin giriş darbesini değiştirerek, düşük hızlı hareket etmesini sağlar. Düşük hızlı step motor, adımlama komutunu beklerken rotor durur; düşük hızlı adımlamada hız dalgalanmaları çok büyük olur. Bu durumda, yüksek hızlı çalışmaya geçmek hız dalgalanmaları sorununu çözebilir, ancak tork yetersiz kalır. Yani, düşük hızda tork dalgalanmaları olur, yüksek hızda ise tork yetersiz kalır; bu durumda redüktör kullanılması gerekir.

 

2. Genellikle redüktörlü olan kademeli motor nedir?

 

Redüktör, sert bir muhafaza içine yerleştirilmiş, genellikle tahrik motoru ile iş parçası veya aktüatör arasında hız ve tork iletimini eşleştirmek için kullanılan bir tür dişli tahrik, sonsuz dişli tahrik veya dişli-sonsuz dişli tahrik sistemidir; redüktör geniş bir yelpazeye sahiptir ve iletim tipine göre dişli redüktör, sonsuz dişli redüktör ve planet dişli redüktör olarak ayrılabilir. İletim kademe sayısına göre tek kademeli ve çok kademeli redüktör olarak ayrılabilir; dişli şekline göre silindirik dişli redüktör, konik dişli redüktör ve konik-silindirik dişli redüktör olarak ayrılabilir; iletim düzenleme şekline göre ise katlanmamış redüktör, şönt redüktör ve koaksiyel redüktör olarak ayrılabilir. Step motor tertibatı redüktörleri arasında planet redüktör, sonsuz dişli redüktör, paralel dişli redüktör ve filament dişli redüktör bulunur.

 

 

Step motorlu planet dişli redüktörünün hassasiyeti nasıl?

 

 

Redüktörün hassasiyetine geri dönüş boşluğu da denir. Çıkış ucu sabitken giriş ucu saat yönünde ve saat yönünün tersine döndürülerek çıkış ucunda nominal torkun +-%2'si kadar tork üretildiğinde, redüktörün giriş ucunda küçük bir açısal yer değiştirme olur ve bu açısal yer değiştirme geri dönüş boşluğudur. Birimi "yay dakikası", yani bir derecenin altmışta biridir. Genellikle geri dönüş boşluğu değerleri, dişli kutusunun çıkış tarafını ifade eder. Step motorlu planet redüktör, yüksek rijitliğe, yüksek hassasiyete (tek kademe 1 dakika içinde gerçekleştirilebilir), yüksek iletim verimliliğine (%97-%98'de tek kademe), yüksek tork/hacim oranına, bakım gerektirmemesine vb. özelliklere sahiptir.

 

Step motorun iletim hassasiyeti ayarlanamaz; step motorun çalışma açısı tamamen adım uzunluğu ve darbe sayısı ile belirlenir ve darbe sayısı tam bir sayım olabilir, dijital nicelik hassasiyet kavramını yansıtmaz; bir adım bir adımdır, iki adım iki adımdır. Şu anda optimize edilebilen hassasiyet, planet dişli kutusunun geri dönüş boşluğunun hassasiyetidir.

 

1. Mil hassasiyeti ayarlama yöntemi:Planet dişli kutusunun mil dönüş hassasiyetinin ayarlanması, eğer milin kendi işleme hatası gereksinimleri karşılıyorsa, redüktör milinin dönüş hassasiyeti genellikle rulman tarafından belirlenir. Mil dönüş hassasiyetinin ayarlanmasının anahtarı, rulman boşluğunun ayarlanmasıdır. Uygun bir rulman boşluğunun korunması, mil bileşenlerinin performansı ve rulman ömrü için kritik öneme sahiptir. Rulmanlar için, büyük bir boşluk olduğunda, yükün kuvvet yönünde yuvarlanan gövde üzerinde yoğunlaşmasına neden olmakla kalmaz, aynı zamanda rulmanın iç ve dış halka yuvarlanma yolu temasında ciddi gerilim yoğunlaşması olayına neden olur, rulman ömrünü kısaltır ve ayrıca mil merkez hattının kaymasına neden olarak mil parçalarının titreşimine yol açabilir. Bu nedenle, rulman ayarı ön yükleme ile yapılmalı, rulman içinde belirli bir miktarda girişim oluşturulmalı, böylece yuvarlanan gövde ile iç ve dış halka yuvarlanma yolu arasındaki temasta belirli bir elastik deformasyon meydana getirilerek rulmanın sertliği artırılmalıdır.

2. Düzeltme boşluğu yöntemi:Planet dişli kutusu hareket halindeyken sürtünme oluşturur; bu da parçalar arasında boyut, şekil ve yüzey kalitesinde değişikliklere ve aşınmaya neden olur, böylece parçalar arasındaki boşluk artar. Parçalar arasındaki göreceli hareketin doğruluğunu sağlamak için makul bir ayarlama aralığı yapmamız gerekir.

 

3. Hata telafi yöntemi:Parçaların kendi aralarındaki hatalı montaj sayesinde, alıştırma süresi boyunca karşılıklı sapma olgusu önlenerek ekipmanın hareket yörüngesinin doğruluğu sağlanır.

 

1. Kapsamlı tazminat yöntemi:İşlemeyi gerçekleştirmek için redüktörle birlikte takılan alet, iş tablasının doğru ayarlanmasıyla birlikte aktarılarak, hataların doğruluğunun birleşik sonuçları ortadan kaldırılmıştır.