V inženirstvu je dobro znano, da imajo mehanske tolerance velik vpliv na natančnost in točnost vseh vrst naprav, ne glede na njihovo uporabo. To dejstvo velja tudi zakoračni motorjiNa primer, standardno izdelan koračni motor ima tolerančno mejo napake približno ±5 odstotkov na korak. Mimogrede, to so napake, ki se ne kopičijo. 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 vrtljaj (glej sliko 1).
2-fazni koračni motorji - serija GSSD
Miniaturni koraki za natančnost
S standardno, nekumulativno natančnostjo ±5 odstotkov je prvi in najbolj logičen način za povečanje natančnosti mikrokoračno krmiljenje motorja. Mikrokoračno krmiljenje je metoda krmiljenja koračnih motorjev, ki ne doseže le višje ločljivosti, temveč tudi bolj gladko gibanje pri nizkih hitrostih, kar je lahko velika prednost v nekaterih aplikacijah.
Začnimo z našim 1,8-stopinjskim kotom koraka. Ta kot koraka pomeni, da ko se motor upočasni, vsak korak postane večji del celote. Pri vedno nižjih hitrostih relativno velika velikost koraka povzroča zatikanje motorja. Eden od načinov za ublažitev te zmanjšane gladkosti delovanja pri nizkih hitrostih je zmanjšanje velikosti vsakega koraka motorja. Tukaj postane mikro korakanje pomembna alternativa.
Mikroskopno krmiljenje se doseže z uporabo pulzno-širinske modulacije (PWM) za krmiljenje toka v navitjih motorja. Gonilnik motorja oddaja dva sinusna napetostna vala v navitja motorja, od katerih je vsak v fazi 90 stopinj izven faze z drugim. Torej, medtem ko se tok v enem navitju povečuje, se v drugem zmanjšuje, kar povzroči postopen prenos toka, kar ima za posledico bolj gladko gibanje in bolj dosledno proizvodnjo navora kot pri standardnem polnostopenjskem (ali celo običajnem polstopenjskem) krmiljenju (glej sliko 2).
enoosnikrmilnik + gonilnik koračnega motorja deluje
Pri odločanju o povečanju natančnosti na podlagi mikrokoračnega krmiljenja morajo inženirji upoštevati, kako to vpliva na preostale značilnosti motorja. Čeprav je mogoče z mikrokoračnim krmiljenjem izboljšati gladkost dobave navora, gibanje pri nizki hitrosti in resonanco, tipične omejitve pri krmiljenju in zasnovi motorja preprečujejo, da bi dosegli svoje idealne splošne značilnosti. Zaradi delovanja koračnega motorja lahko mikrokoračni pogoni le približajo pravemu sinusnemu valu. To pomeni, da bo v sistemu ostalo nekaj valovanja navora, resonance in šuma, čeprav se vse to pri delovanju mikrokoračnega krmiljenja močno zmanjša.
Mehanska natančnost
Druga mehanska prilagoditev za povečanje natančnosti koračnega motorja je uporaba manjše vztrajnostne obremenitve. Če je motor ob poskusu zaustavitve priključen na veliko vztrajnostno obremenitev, bo obremenitev povzročila rahlo prekomerno vrtenje. Ker gre pogosto za majhno napako, jo lahko popravite s krmilnikom motorja.
Končno se vrnemo h krmilniku. Ta metoda lahko zahteva nekaj inženirskega napora. Za izboljšanje natančnosti boste morda želeli uporabiti krmilnik, ki je posebej optimiziran za motor, ki ste ga izbrali. To je zelo natančna metoda za vključitev. Boljša kot je sposobnost krmilnika za natančno manipulacijo toka motorja, večjo natančnost lahko dosežete s koračnim motorjem, ki ga uporabljate. To je zato, ker krmilnik natančno regulira, koliko toka navitja motorja prejmejo za začetek koraka.
Natančnost v sistemih gibanja je pogosta zahteva, odvisno od aplikacije. Razumevanje, kako koračni sistem deluje skupaj za ustvarjanje natančnosti, inženirju omogoča, da izkoristi razpoložljive tehnologije, vključno s tistimi, ki se uporabljajo pri izdelavi mehanskih komponent vsakega motorja.
Čas objave: 19. oktober 2023
