Adım motorlarıGeri bildirim cihazları kullanılmadan hız kontrolü ve konumlandırma kontrolü için kullanılabilir (yani açık devre kontrolü), bu nedenle bu tahrik çözümü hem ekonomik hem de güvenilirdir. Otomasyon ekipmanlarında, aletlerde, step motor tahriki çok yaygın olarak kullanılmıştır. Ancak birçok teknik personel kullanıcısı uygun step motorunun nasıl seçileceği, step motor tahrikinin en iyi performansının nasıl elde edileceği veya daha fazla soru sorulması konusunda endişelidir. Bu makale step motorlarının seçimini ele alıyor, bazı step motor mühendisliği deneyimlerinin uygulanmasına odaklanıyor, step motorlarının otomasyon ekipmanlarında popülerleşmesinin referans olarak rol oynamasını umuyorum.
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 düzenlemesi 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 motorların yanı sıra temel bir motor türü haline gelebildi. Üç tür adım motoru vardır: reaktif (VR tipi), kalıcı mıknatıs (PM tipi) ve hibrit (HB tipi). Hibrit adım motoru, ilk iki adım motoru formunun 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 bir motor, 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, özel bir arayüz aracılığıyla gerçekleştirilmelidir - güç kaynağı ve kontrol cihazıyla etkileşime girmek için adım motoru sürücüsü. Adım motoru sürücüsü genellikle bir halka dağıtıcıdan ve bir güç amplifikatörü devresinden oluşur. Halka bölücü, kontrol cihazından kontrol sinyallerini alır. Her darbe sinyali alındığında, halka bölücünün çıkışı bir kez dönüştürülür, böylece darbe sinyalinin varlığı veya yokluğu ve frekansı, adım motorunun 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 sırada olduğunu belirlemek için kontrol cihazından gelen yön sinyalini izlemeli ve böylece adım motorunun direksiyonunu belirlemelidir.
3、Ana parametreler
①Blok numarası: esas olarak 20, 28, 35, 42, 57, 60, 86, vb.
②Faz sayısı: adım motorunun içindeki bobin sayısı, adım motorunun faz sayısı genellikle iki fazlı, üç fazlı, beş fazlıdır. Çin çoğunlukla iki fazlı adım motorları kullanır, üç fazın da bazı uygulamaları vardır. Japonya daha sık beş fazlı adım motorları kullanır
③Adım açısı: Bir darbe sinyaline karşılık gelen, motor rotor dönüşünün açısal yer değiştirmesi. 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, stator rotoru kilitler. Tutma torku, adım motorlarının en önemli parametresidir ve motor seçimi için ana temeldir.
⑤ Konumlandırma torku: Motor akım geçirmediğinde rotoru harici kuvvetle döndürmek için gereken torktur. Tork, motoru değerlendirmek için performans göstergelerinden biridir, diğer parametreler aynıysa, konumlandırma torku ne kadar küçükse "yuva etkisi" o kadar küçük olur, düşük hızda çalışan motorun düzgünlüğü için o kadar faydalıdır tork frekans özellikleri: esas olarak uzatılmış tork frekans özelliklerine atıfta bulunur, motor belirli bir hızda kararlı bir şekilde çalışarak adım kaybı yaşamadan maksimum torka dayanabilir. Moment-frekans eğrisi, adım kaybı yaşamadan maksimum tork ile hız (frekans) arasındaki ilişkiyi tanımlamak için kullanılır. Tork frekans eğrisi, adım motorunun önemli bir parametresidir ve motor seçimi için ana temeldir.
⑥ Nominal akım: Nominal torku korumak için gereken motor sargı akımı, etkin değer
4、Noktaların seçilmesi
Endüstriyel uygulamalarda kullanılan step motor hızı 600 ~ 1500 rpm'e kadardır, daha yüksek hızlar için kapalı devre step motor sürücüsünü düşünebilir veya daha uygun bir servo sürücü programı step motor seçim adımlarını seçebilirsiniz (aşağıdaki şekle bakınız).
(1) Adım açısının seçimi
Motorun faz sayısına göre üç çeşit adım açısı vardır: 1,8° (iki fazlı), 1,2° (üç fazlı), 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. Ek olarak, ana akım adım sürücüleri artık alt bölüm sürücü teknolojisini kullanıyor, aşağıdaki 4 alt bölümde, alt bölüm adım açısı doğruluğu hala garanti edilebilir, bu nedenle adım açısı doğruluğu göstergeleri tek başına dikkate alındığında, beş fazlı adım motoru iki fazlı veya üç fazlı adım motoru ile 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 (çoğunlukla ivmelenme torku artı sürtünme torku) hesaplayarak motor şaftındaki gerekli yük torkuna dönüştürürler. Daha sonra, elektrik çiçeklerinin ihtiyaç duyduğu maksimum çalışma hızına göre, 300pm veya daha az gereken motor hızının uygulanması için adım motorunun uygun tutma torkunu seçmek için aşağıdaki iki farklı kullanım durumu izlenir: 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 300pm 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. Daha sonra moment-frekans eğrisini kontrol etmek ve karşılaştırmak için kullanın: moment-frekans eğrisinde, kullanıcı tarafından talep edilen 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 büyük bir torka sahip yeni bir motor seçmek ve yeni seçilen motorun tork frekans eğrisine göre tekrar kontrol etmek ve karşılaştırmak gerekir.
(3) Motor taban numarası ne kadar büyük olursa, 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 akımı seçerseniz, motorun maksimum çıkış torku yalnızca yaklaşık %60 olabilir!
5, uygulama deneyimi
(1) adım motoru düşük frekanslı rezonans sorunu
Alt bölümleme adım motoru sürücüsü, adım motorlarının düşük frekanslı rezonansını azaltmanın etkili bir yoludur. 150 rpm'nin altında, alt bölümleme sürücüsü motorun titreşimini azaltmada çok etkilidir. Teorik olarak, alt bölümleme ne kadar büyükse, adım motoru titreşimini azaltmadaki etki o kadar iyidir, ancak gerçek durum, adım motoru titreşimini azaltmadaki iyileştirme etkisi aşırı seviyeye ulaştıktan sonra alt bölümün 8 veya 16'ya çıkmasıdır.
Son yıllarda, yurt içinde ve yurt dışında anti-düşük frekanslı rezonans adım sürücüleri listelenmiştir, Leisai'nin DM, DM-S serisi ürünleri, anti-düşük frekanslı rezonans teknolojisi. Bu sürücü serisi, genlik ve faz eşleştirme telafisi yoluyla harmonik telafi kullanır, adım motorunun düşük frekanslı titreşimini büyük ölçüde azaltabilir, motorun düşük titreşim ve düşük gürültülü çalışmasını sağlayabilir.
(2) Adım motoru alt bölümünün konumlandırma doğruluğu üzerindeki etkisi
Adım motoru alt bölüm tahrik devresi yalnızca cihaz hareketinin düzgünlüğünü iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda ekipmanın konumlandırma doğruluğunu da etkili bir şekilde iyileştirebilir. Testler şunu göstermektedir: Senkron kayış tahrikli hareket platformunda, adım motoru 4 alt bölümü, motor her adımda doğru bir şekilde konumlandırılabilir.
Gönderi zamanı: 11-Haz-2023