Na inženirskem področju je dobro znano, da imajo mehanske tolerance velik vpliv na natančnost in točnost za vse vrste naprav, ki si jih lahko zamislite, ne glede na njihovo uporabo. To dejstvo velja tudi zakoračni motorji. Na primer, standardno vgrajeni koračni motor ima tolerančno stopnjo približno ±5 odstotkov napake na korak. Mimogrede, to so neakumulativne napake. Večina koračnih motorjev se premakne za 1,8 stopinje na korak, kar ima za posledico potencialno območje napake 0,18 stopinje, čeprav govorimo o 200 korakih na rotacijo (glej sliko 1).
2-fazni koračni motorji - serija GSSD
Miniaturni koraki za natančnost
S standardno, nekomulativno natančnostjo ±5 odstotkov je prvi in najbolj logičen način za povečanje natančnosti mikrostopanjski korak motorja. Mikro koračni korak je metoda krmiljenja koračnih motorjev, ki ne doseže le višje ločljivosti, ampak tudi bolj gladko gibanje pri nizkih hitrostih, kar je lahko velika prednost v nekaterih aplikacijah.
Začnimo z našim kotom koraka 1,8 stopinje. Ta kot koraka pomeni, da z upočasnitvijo motorja vsak korak postane večji del celote. Pri vse počasnejših hitrostih razmeroma velika velikost koraka povzroča zobanje v motorju. Eden od načinov za ublažitev te zmanjšane gladkosti delovanja pri nizkih hitrostih je zmanjšanje velikosti vsakega koraka motorja. Tu mikrokoračenje postane pomembna alternativa.
Mikro korak se doseže z uporabo impulzno širinsko moduliranega (PWM) za krmiljenje toka v navitja motorja. Zgodi se, da gonilnik motorja oddaja dva napetostna sinusna vala navitjem motorja, od katerih je vsak za 90 stopinj zamaknjen v fazi z drugim. Torej, medtem ko se tok poveča v enem navitju, se zmanjša v drugem navitju, da povzroči postopen prenos toka, kar ima za posledico bolj gladko gibanje in bolj dosledno proizvodnjo navora, kot bi ga dobili s standardnim polnostopenjskim (ali celo običajnim polstopenjskim) nadzorom (glej sliko 2).
enoosnikrmilnik koračnega motorja + gonilnik deluje
Ko se odločajo o povečanju natančnosti na podlagi mikro koračnega nadzora, morajo inženirji upoštevati, kako to vpliva na ostale lastnosti motorja. Medtem ko je gladkost prenosa navora, nizke hitrosti in resonanco mogoče izboljšati z uporabo mikrostopanja, tipične omejitve v krmiljenju in zasnovi motorja preprečujejo, da bi dosegli svoje idealne splošne značilnosti. Zaradi delovanja koračnega motorja lahko mikro koračni pogoni le približajo pravi sinusni val. To pomeni, da bo nekaj valovanja navora, resonance in hrupa ostalo v sistemu, čeprav se vsak od njih močno zmanjša v mikrokoračni operaciji.
Mehanska natančnost
Druga mehanska prilagoditev za pridobitev natančnosti vašega koračnega motorja je uporaba manjše vztrajnostne obremenitve. Če je motor povezan z veliko vztrajnostjo, ko se poskuša ustaviti, bo obremenitev povzročila rahlo prekomerno vrtenje. Ker je to pogosto majhna napaka, jo je mogoče popraviti s krmilnikom motorja.
Na koncu se vrnemo k krmilniku. Ta metoda lahko zahteva nekaj inženirskega truda. Da bi izboljšali natančnost, boste morda želeli uporabiti krmilnik, ki je posebej optimiziran za motor, ki ste ga izbrali za uporabo. To je zelo natančna metoda za vključitev. Boljša kot je zmožnost krmilnika za natančno upravljanje toka motorja, večjo natančnost lahko dobite od koračnega motorja, ki ga uporabljate. To je zato, ker krmilnik natančno uravnava, koliko toka prejmejo navitja motorja, da sprožijo koračno gibanje.
Natančnost v sistemih gibanja je pogosta zahteva glede na aplikacijo. Razumevanje, kako koračni sistem deluje skupaj za ustvarjanje natančnosti, omogoča inženirju, da izkoristi razpoložljive tehnologije, vključno s tistimi, ki se uporabljajo pri ustvarjanju mehanskih komponent vsakega motorja.
Čas objave: 19. oktober 2023
