Si një aktivizues,motor hap pas hapiështë një nga produktet kryesore të mekatronikës, i cili përdoret gjerësisht në sisteme të ndryshme të kontrollit të automatizimit. Me zhvillimin e mikroelektronikës dhe teknologjisë kompjuterike, kërkesa për motorë hap pas hapi po rritet dita-ditës, dhe ato përdoren në fusha të ndryshme të ekonomisë kombëtare.
01 Çfarë është njëmotor hap pas hapi
Motori hap pas hapi është një pajisje elektromekanike që konverton drejtpërdrejt impulset elektrike në lëvizje mekanike. Duke kontrolluar sekuencën, frekuencën dhe numrin e impulseve elektrike të aplikuara në bobinën e motorit, mund të kontrollohet drejtimi, shpejtësia dhe këndi i rrotullimit të motorit hap pas hapi. Pa përdorimin e një sistemi kontrolli me reagim me lak të mbyllur me sensor pozicioni, kontrolli i saktë i pozicionit dhe shpejtësisë mund të arrihet duke përdorur një sistem kontrolli me lak të hapur të thjeshtë, me kosto të ulët, të përbërë nga një motor hap pas hapi dhe motori shoqërues i tij.
02 motor hap pas hapiStruktura bazë dhe parimi i funksionimit
Struktura bazë:
Parimi i punës: drejtuesi i motorit hapës sipas pulsit të kontrollit të jashtëm dhe sinjalit të drejtimit, nëpërmjet qarkut të tij logjik të brendshëm, kontrollon mbështjelljet e motorit hapës në një sekuencë të caktuar kohore të energjizuar përpara ose prapa, në mënyrë që motori të rrotullohet përpara/prapa, ose të bllokohet.
Merrni si shembull motorin hap pas hapi dyfazor 1.8 gradë: kur të dy mbështjelljet janë të aktivizuara dhe të ngacmuara, boshti i daljes së motorit do të jetë i palëvizshëm dhe i kyçur në pozicion. Momenti maksimal që do ta mbajë motorin të kyçur në rrymën nominale është momenti i mbajtjes. Nëse rryma në njërën nga mbështjelljet ridrejtohet, motori do të rrotullohet një hap (1.8 gradë) në një drejtim të caktuar.
Në mënyrë të ngjashme, nëse rryma në mbështjelljen tjetër ndryshon drejtim, motori do të rrotullohet një hap (1.8 gradë) në drejtimin e kundërt të të parit. Kur rrymat nëpër mbështjelljet e bobinës ridrejtohen në mënyrë sekuenciale drejt ngacmimit, motori do të rrotullohet në një hap të vazhdueshëm në drejtimin e dhënë me saktësi shumë të lartë. Për 1.8 gradë të motorit hap pas hapi me dy faza, rrotullimi i një jave kërkon 200 hapa.
Motorët hapës dyfazorë kanë dy lloje dredha-dredhash: bipolarë dhe unipolarë. Motorët bipolarë kanë vetëm një spirale dredha-dredha për fazë, motori rrotullohet vazhdimisht duke e bërë rrymën në të njëjtën spirale të ndryshueshme në mënyrë sekuenciale, ndërsa projektimi i qarkut të drejtimit kërkon tetë çelësa elektronikë për ndërrimin sekuencial.
Motorët unipolarë kanë dy spirale me polaritet të kundërt në secilën fazë, dhe motori
rrotullohet vazhdimisht duke i energjizuar alternativisht dy spiralet e mbështjelljes në të njëjtën fazë.
Qarku i drejtimit është projektuar të kërkojë vetëm katër çelësa elektronikë. Në qarkun bipolar
në modalitetin e drejtimit, çift rrotullues i daljes së motorit rritet me rreth 40% krahasuar me
modalitet unipolar i ngasjes sepse spiralet e dredhjes së secilës fazë janë 100% të ngacmuara.
03, Ngarkesa e motorit hap pas hapi
A. Ngarkesa e momentit (Tf)
Tf = G * r
G: Pesha e ngarkesës
r: rrezja
B. Ngarkesa inerciale (TJ)
TJ = J * dw/dt
J = M * (R12+R22) / 2 (Kg * cm)
M: Masa e ngarkesës
R1: Rrezja e unazës së jashtme
R2: Rrezja e unazës së brendshme
dω/dt: Nxitimi këndor
04, kurba e shpejtësisë-çiftit rrotullues të motorit hap pas hapi
Kurba shpejtësi-çift rrotullues është një shprehje e rëndësishme e karakteristikave të daljes së hapit hap pas hapi.
motorë.
A. Pika e frekuencës së funksionimit të motorit hap pas hapi
Vlera e shpejtësisë së motorit hap pas hapi në një pikë të caktuar.
n = q * Hz / (360 * D)
n: rev/sek
Hz: Vlera e frekuencës
D: Vlera e interpolimit të qarkut të drejtimit
q: këndi i hapit të motorit hap pas hapi
Për shembull, një motor hap pas hapi me një kënd pjerrësi prej 1.8°, me një transmision interpolimi 1/2(domethënë, 0.9° për hap), ka një shpejtësi prej 1.25 r/s në një frekuencë operative prej 500 Hz.
B. Zona e vetëndezjes së motorit hap pas hapi
Zona ku motori hap pas hapi mund të ndizet dhe ndalet drejtpërdrejt.
C. Zona e funksionimit të vazhdueshëm
Në këtë zonë, motori hap pas hapi nuk mund të ndizet ose ndalet drejtpërdrejt. Motorët hap pas hapi nëkjo zonë duhet së pari të kalojë nëpër zonën e vetënisjes dhe pastaj të përshpejtohet për të arriturzona e funksionimit. Në mënyrë të ngjashme, motori hap pas hapi në këtë zonë nuk mund të frenohet drejtpërdrejt,përndryshe është e lehtë të shkaktohet që motori hap pas hapi të dalë nga ritmi, së pari duhet të ngadalësohet për tëzonën e vetëndezjes dhe më pas frenoi.
D. Frekuenca maksimale e nisjes së motorit hap pas hapi
Gjendje pa ngarkesë e motorit, për të siguruar që motori hap pas hapi të mos humbasë funksionimin hap pas hapi.frekuenca maksimale e pulsit.
E. Frekuenca maksimale e funksionimit të motorit hap pas hapi
Frekuenca maksimale e pulsit në të cilën motori ngacmohet për të funksionuar pa humbur asnjë happa ngarkesë.
F. Momenti i nisjes së motorit hap pas hapi / momenti i tërheqjes
Për të përmbushur motorin hap pas hapi në një frekuencë të caktuar pulsi për të filluar dhe për të filluar punën, pahumbje e hapave të momentit maksimal të ngarkesës.
G. Momenti rrotullues i funksionimit të motorit hap pas hapi/momenti rrotullues i tërheqjes
Çifti rrotullues maksimal i ngarkesës që plotëson funksionimin e qëndrueshëm të motorit hap pas hapi në njënjë frekuencë të caktuar pulsi pa humbje të hapit.
05 Kontroll i lëvizjes së përshpejtimit/ngadalësimit të motorit hap pas hapi
Kur pika e frekuencës së funksionimit të motorit hap pas hapi në kurbën shpejtësi-çift rrotullues të vazhdueshëmrajoni i funksionimit, si të shkurtohet koha e ndezjes ose ndalimit të motorit, përshpejtimi ose ngadalësimikohë, në mënyrë që motori të funksionojë më gjatë në gjendjen më të mirë të shpejtësisë, duke rritur kështuKoha efektive e funksionimit të motorit është shumë e rëndësishme.
Siç tregohet në figurën më poshtë, kurba karakteristike dinamike e momentit rrotullues të motorit hap pas hapi ështënjë vijë e drejtë horizontale me shpejtësi të ulët; me shpejtësi të lartë, kurba zvogëlohet në mënyrë eksponencialepër shkak të ndikimit të induktancës.
Ne e dimë që ngarkesa e motorit hap pas hapi është TL, supozojmë se duam të përshpejtojmë nga F0 në F1 nëKoha më e shkurtër (tr), si të llogaritet koha më e shkurtër tr?
(1) Normalisht, TJ = 70% Tm
(2) tr = 1.8 * 10 -5 * J * q * (F1-F0)/(TJ-TL)
(3) F (t) = (F1-F0) * t/tr + F0, 0
B. Nxitimi eksponencial në kushte shpejtësie të lartë
(1) Normalisht
TJ0 = 70%Tm0
TJ1 = 70%Tm1
TL = 60%Tm1
(2)
tr = F4 * Në [(TJ 0-TL)/(TJ 1-TL)]
(3)
F (t) = F2 * [1 - e^(-t/F4)] + F0, 0
F2 = (TL-TJ 0) * (F1-F0)/TJ 1-TJ 0)
F4 = 1,8 * 10-5 * J * q * F2/(TJ 0-TL)
Shënime.
J tregon inercinë rrotulluese të rotorit të motorit nën ngarkesë.
q është këndi i rrotullimit të secilit hap, i cili është këndi i hapit të motorit hap pas hapi në
rasti i të gjithë diskut.
Në operacionin e ngadalësimit, thjesht mund të përmbysni frekuencën e pulsit të përshpejtimit të mësipërm.
i llogaritur.
06 dridhje dhe zhurmë e motorit hap pas hapi
Në përgjithësi, motori hap pas hapi në funksionim pa ngarkesë, kur frekuenca e funksionimit të motoritështë afër ose e barabartë me frekuencën e natyrshme të rotorit të motorit do të rezonojë, seriozisht dondodh një fenomen jashtë hapit.
Disa zgjidhje për rezonancë:
A. Shmangni zonën e dridhjeve: në mënyrë që frekuenca e funksionimit të motorit të mos bjerë brendadiapazoni i dridhjeve
B. Përdorni modalitetin e drejtimit me nënndarje: Përdorni modalitetin e drejtimit me mikro-hap për të zvogëluar dridhjen duke
duke e ndarë hapin origjinal në disa hapa për të rritur rezolucionin e secilit
hapi i motorit. Kjo mund të arrihet duke rregulluar raportin fazë-rrymë të motorit.
Mikrohapja nuk rrit saktësinë e këndit të hapit, por e bën motorin të funksionojë më shumë.
pa probleme dhe me më pak zhurmë. Çifti rrotullues është përgjithësisht 15% më i ulët për funksionimin gjysmë-hapësh
sesa për funksionimin me hap të plotë, dhe 30% më e ulët për kontrollin e rrymës me valë sinusoidale.
Koha e postimit: 09 nëntor 2022