Adım motorlarıGeri bildirim cihazları (yani açık devre kontrolü) kullanılmadan hız kontrolü ve konumlandırma kontrolü için kullanılabilir, bu nedenle bu sürücü çözümü hem ekonomik hem de güvenilirdir. Otomasyon ekipmanlarında, cihazlarda ve step motor sürücülerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak birçok teknik personel, uygun step motorunun nasıl seçileceği, step motor sürücüsünün en iyi performansının nasıl sağlanacağı veya daha fazla soru sormak konusunda endişelidir. Bu makale, step motor mühendisliği deneyimlerinin uygulanmasına odaklanarak step motor seçimini ele almaktadır. Umarım otomasyon ekipmanlarında step motorların yaygınlaşmasının referans olarak bir rol oynamasını dilerim.
1、Girişadım motoru
Adım motoru, darbe motoru veya adım motoru olarak da bilinir. Giriş darbe sinyaline göre uyarma durumu her değiştiğinde belirli bir açıyla ilerler ve uyarma durumu değişmeden kaldığında belirli bir konumda sabit kalır. Bu, adım motorunun giriş darbe sinyalini çıkış için karşılık gelen bir açısal yer değiştirmeye dönüştürmesini sağlar. Giriş darbelerinin sayısını kontrol ederek, en iyi konumlandırmayı elde etmek için çıkışın açısal yer değiştirmesini doğru bir şekilde belirleyebilirsiniz; ve giriş darbelerinin frekansını kontrol ederek çıkışın açısal hızını doğru bir şekilde kontrol edebilir ve hız düzenleme amacına ulaşabilirsiniz. 1960'ların sonlarında, çeşitli pratik adım motorları ortaya çıktı ve son 40 yılda hızlı bir gelişme görüldü. Adım motorları, DC motorlar, asenkron motorlar ve senkron motorlarla birlikte temel bir motor türü haline geldi. Üç tür adım motoru vardır: reaktif (VR tipi), kalıcı mıknatıslı (PM tipi) ve hibrit (HB tipi). Hibrit adım motoru, ilk iki adım motoru türünün avantajlarını birleştirir. Adım motoru, bir rotor (rotor çekirdeği, kalıcı mıknatıslar, şaft, bilyalı rulmanlar), bir stator (sargı, stator çekirdeği), ön ve arka uç kapakları vb. içerir. En tipik iki fazlı hibrit adım motoru, 8 büyük dişli, 40 küçük dişli bir stator ve 50 küçük dişli bir rotora sahiptir; üç fazlı motor ise 9 büyük dişli, 45 küçük dişli bir stator ve 50 küçük dişli bir rotora sahiptir.
2、Kontrol prensibi
Theadım motoruDoğrudan güç kaynağına bağlanamaz veya doğrudan elektrik darbe sinyallerini alamaz, bu nedenle güç kaynağı ve kontrolörle etkileşime girmesi için özel bir arayüz olan adım motoru sürücüsü aracılığıyla gerçekleştirilmelidir. Adım motoru sürücüsü genellikle bir halka dağıtıcı ve bir güç amplifikatörü devresinden oluşur. Halka bölücü, kontrolörden kontrol sinyallerini alır. Her darbe sinyali alındığında, halka bölücünün çıkışı bir kez dönüştürülür, böylece darbe sinyalinin varlığı veya yokluğu ve frekansı, adım motoru hızının yüksek mi yoksa düşük mü olduğunu, başlamak veya durmak için hızlanıp hızlanmadığını veya yavaşlayıp yavaşlamadığını belirleyebilir. Halka dağıtıcı ayrıca, çıkış durumu geçişlerinin pozitif mi yoksa negatif mi olduğunu belirlemek ve böylece adım motorunun yönlendirmesini belirlemek için kontrolörden gelen yön sinyalini izlemelidir.
3、Ana parametreler
①Blok numarası: esas olarak 20, 28, 35, 42, 57, 60, 86, vb.
②Faz sayısı: Adım motorunun içindeki bobin sayısıdır. Adım motorunun faz sayısı genellikle iki fazlı, üç fazlı ve beş fazlıdır. Çin ağırlıklı olarak iki fazlı adım motorları kullanmaktadır, üç fazlıların da bazı uygulamaları vardır. Japonya ise daha çok beş fazlı adım motorları kullanmaktadır.
③Adım açısı: Bir darbe sinyaline karşılık gelen, motor rotor dönüşünün açısal yer değiştirmesidir. Adım motoru adım açısı hesaplama formülü aşağıdaki gibidir.
Adım açısı = 360° ÷ (2mz)
m bir adım motorunun faz sayısı
Z bir adım motorunun rotorunun diş sayısıdır.
Yukarıdaki formüle göre iki fazlı, üç fazlı ve beş fazlı adım motorlarının adım açısı sırasıyla 1,8°, 1,2° ve 0,72°'dir.
④ Tutma torku: Motorun stator sargısının nominal akım üzerinden torkudur, ancak rotor dönmez ve stator rotoru kilitler. Tutma torku, adım motorlarının en önemli parametresidir ve motor seçiminin temel dayanağıdır.
⑤ Konumlandırma torku: Motor akım geçirmediğinde rotoru harici kuvvetle döndürmek için gereken torktur. Tork, motoru değerlendirmek için kullanılan performans göstergelerinden biridir. Diğer parametreler aynıysa, konumlandırma torku ne kadar küçükse "yuva etkisi" de o kadar küçük olur ve motorun düşük hızda düzgün çalışması için o kadar faydalıdır. Tork frekans karakteristikleri: esas olarak uzatılmış tork frekans karakteristiklerini ifade eder; motor belirli bir hızda kararlı bir şekilde çalışarak adım kaybı yaşamadan maksimum torka dayanabilir. Moment-frekans eğrisi, maksimum tork ile hız (frekans) arasındaki adım kaybı yaşamadan ilişkiyi tanımlamak için kullanılır. Tork frekans eğrisi, adım motorunun önemli bir parametresidir ve motor seçiminin temelini oluşturur.
⑥ Anma akımı: Anma torkunu korumak için gereken motor sargı akımı, etkin değer
4、Noktaların seçilmesi
Endüstriyel uygulamalarda kullanılan step motor hızı 600 ~ 1500 rpm'e kadar olan, daha yüksek hızlar için kapalı devre step motor sürücüsünü düşünebilir veya daha uygun servo sürücü programını seçerek step motor seçim adımlarını uygulayabilirsiniz (aşağıdaki şekle bakınız).
(1) Adım açısının seçimi
Motorun faz sayısına göre üç çeşit adım açısı vardır: 1,8° (iki fazlı), 1,2° (üç fazlı) ve 0,72° (beş fazlı). Elbette, beş fazlı adım açısı en yüksek doğruluğa sahiptir, ancak motoru ve sürücüsü daha pahalıdır, bu nedenle Çin'de nadiren kullanılır. Ayrıca, ana akım adım motor sürücüleri artık alt bölüm sürücü teknolojisini kullanmaktadır; aşağıdaki 4 alt bölümde, alt bölüm adım açısı doğruluğu hala garanti edilebilir, bu nedenle yalnızca adım açısı doğruluğu göstergeleri dikkate alındığında, beş fazlı adım motoru iki fazlı veya üç fazlı adım motoruyla değiştirilebilir. Örneğin, 5 mm vida yükü için herhangi bir tür kurşun uygulamasında, iki fazlı bir adım motoru kullanılıyorsa ve sürücü 4 alt bölüme ayarlanıyorsa, motorun devir başına darbe sayısı 200 x 4 = 800 ve darbe eşdeğeri 5 ÷ 800 = 0,00625 mm = 6,25 μm ise, bu doğruluk uygulama gereksinimlerinin çoğunu karşılayabilir.
(2) Statik tork (tutma torku) seçimi
Yaygın olarak kullanılan yük aktarma mekanizmaları arasında senkron kayışlar, filaman çubukları, kremayer ve pinyon vb. bulunur. Müşteriler öncelikle makine yükünü (esas olarak ivme torku artı sürtünme torku) hesaplar ve bunu motor şaftındaki gerekli yük torkuna dönüştürürler. Daha sonra, elektrik çiçeklerinin ihtiyaç duyduğu maksimum çalışma hızına göre, 300 pm veya daha az gereken motor hızının uygulanması için adım motorunun uygun tutma torkunu seçmek için aşağıdaki iki farklı kullanım durumu kullanılır: makine yükü motor şaftına dönüştürülürse, gerekli yük torku T1, o zaman bu yük torku bir güvenlik faktörü SF ile çarpılır (genellikle 1,5-2,0 olarak alınır), yani, adım motoru tutma torku Tn ②2 için 300 pm veya daha fazla motor hızı gerektiren uygulamalar için: maksimum hızı Nmax olarak ayarlayın, makine yükü motor şaftına dönüştürülürse, gerekli yük torku T1 ise, o zaman bu yük torku bir güvenlik faktörü SF ile çarpılır (genellikle 2,5-3,5), bu da tutma torkunu verir Tn. Şekil 4'e bakın ve uygun bir model seçin. Ardından moment-frekans eğrisini kullanarak kontrol edin ve karşılaştırın: moment-frekans eğrisinde, kullanıcının ihtiyaç duyduğu maksimum hız Nmax, T2'nin maksimum kayıp adım torkuna karşılık geliyorsa, maksimum kayıp adım torku T2, T1'den %20'den fazla büyük olmalıdır. Aksi takdirde, daha yüksek torklu yeni bir motor seçilmesi ve yeni seçilen motorun tork frekans eğrisine göre tekrar kontrol edilip karşılaştırılması gerekir.
(3) Motor taban numarası ne kadar büyükse, tutma torku da o kadar büyük olur.
(4) Anma akımına göre eşleşen adım sürücüsünü seçin.
Örneğin, 57CM23 motorunun nominal akımı 5A ise, sürücünün izin verilen maksimum akımını 5A'dan fazla olacak şekilde eşleştirirsiniz (lütfen bunun tepe değerden ziyade etkin değer olduğunu unutmayın), aksi takdirde yalnızca 3A'lık bir sürücü maksimum akımını seçerseniz, motorun maksimum çıkış torku yalnızca yaklaşık %60 olabilir!
5, uygulama deneyimi
(1) adım motoru düşük frekanslı rezonans sorunu
Alt bölümlemeli adım motoru sürücüsü, adım motorlarının düşük frekanslı rezonansını azaltmanın etkili bir yoludur. 150 rpm'nin altındaki hızlarda, alt bölümlemeli sürücü motorun titreşimini azaltmada oldukça etkilidir. Teorik olarak, alt bölümleme ne kadar büyükse, adım motoru titreşimini azaltma etkisi o kadar iyi olur, ancak gerçek durum, adım motoru titreşimini azaltmadaki iyileştirme etkisi en üst seviyeye ulaştıktan sonra alt bölümlemenin 8 veya 16'ya çıkmasıdır.
Son yıllarda, yurt içinde ve yurt dışında anti-düşük frekans rezonans adım motor sürücüleri listelenmiştir. Leisai'nin DM, DM-S serisi ürünleri, anti-düşük frekans rezonans teknolojisine sahiptir. Bu sürücü serisi, genlik ve faz uyum telafisi yoluyla harmonik kompanzasyon kullanır ve adım motorunun düşük frekanslı titreşimini büyük ölçüde azaltarak motorun düşük titreşimli ve düşük gürültülü çalışmasını sağlar.
(2) Adım motoru alt bölümünün konumlandırma doğruluğu üzerindeki etkisi
Adım motoru alt bölüm tahrik devresi, cihazın hareketinin düzgünlüğünü artırmakla kalmaz, aynı zamanda ekipmanın konumlandırma doğruluğunu da etkili bir şekilde artırabilir. Testler şunları göstermektedir: Senkron kayış tahrikli hareket platformunda, adım motoru 4 alt bölüm tahrik devresi, motorun her adımda doğru bir şekilde konumlandırılmasını sağlar.
Gönderi zamanı: 11 Haz 2023