Како активатор,чекорен моторе еден од клучните производи на мехатрониката, кој е широко користен во разни системи за автоматизација на контрола. Со развојот на микроелектрониката и компјутерската технологија, побарувачката за чекорни мотори се зголемува од ден на ден, а тие се користат во различни национални економски области.
01 Што ечекорен мотор
Чекорниот мотор е електромеханички уред кој директно ги претвора електричните импулси во механичко движење. Со контролирање на секвенцата, фреквенцијата и бројот на електрични импулси што се применуваат на намотката на моторот, може да се контролираат управувањето, брзината и аголот на ротација на чекорниот мотор. Без употреба на систем за контрола со повратна информација со затворена јамка со сензор за положба, прецизна контрола на положбата и брзината може да се постигне со користење на едноставен, ефтин систем за контрола со отворена јамка составен од чекорен мотор и неговиот придружен погон.
02 чекорен моторосновна структура и принцип на работа
Основна структура:
Принцип на работа: драјверот на чекорниот мотор, според надворешниот контролен импулс и сигналот за насока, преку своето внатрешно логичко коло, ги контролира намотките на чекорниот мотор во одредена временска секвенца со напон напред или назад, така што моторот се врти напред/назад, или се заклучува.
Да земеме за пример двофазен чекорен мотор од 1,8 степени: кога обете намотки се напојуваат и возбудуваат, излезното вратило на моторот ќе биде неподвижно и заклучено во позиција. Максималниот вртежен момент што ќе го држи моторот заклучен на номиналната струја е вртежниот момент на задржување. Ако струјата во една од намотките е пренасочена, моторот ќе ротира еден чекор (1,8 степени) во дадена насока.
Слично на тоа, ако струјата во другата намотка ја промени насоката, моторот ќе ротира еден чекор (1,8 степени) во спротивна насока од првата. Кога струите низ намотките на калемот секвенцијално пренасочени кон возбудување, моторот ќе ротира во континуиран чекор во дадената насока со многу висока точност. За 1,8 степени на двофазен чекорен мотор, ротацијата за една недела трае 200 чекори.
Двофазните чекорни мотори имаат два вида намотки: биполарни и униполарни. Биполарните мотори имаат само една намотка по фаза, моторот постојано ја врти струјата во истата намотка за секвенцијално променливо возбудување, дизајнот на погонското коло бара осум електронски прекинувачи за секвенцијално префрлување.
Униполарните мотори имаат две намотки со спротивен поларитет на секоја фаза, а моторот
ротира континуирано со наизменично напојување на двете намотки на истата фаза.
Колото за управување е дизајнирано да бара само четири електронски прекинувачи. Во биполарниот
режим на возење, излезниот вртежен момент на моторот е зголемен за околу 40% во споредба со
униполарен режим на погон бидејќи намотките за намотување на секоја фаза се 100% возбудени.
03, оптоварување на чекорниот мотор
A. Моментно оптоварување (Tf)
Tf = G * r
G: Тежина на товарот
r: радиус
Б. Инерцијално оптоварување (TJ)
TJ = J * dw/dt
J = M * (R12+R22) / 2 (кг * см)
M: Маса на оптоварување
R1: Радиус на надворешниот прстен
R2: Радиус на внатрешниот прстен
dω/dt: Аголно забрзување
04, крива на брзина-вртежен момент на чекорниот мотор
Кривата брзина-вртежен момент е важен израз на излезните карактеристики на чекорниот механизам.
мотори.
A. Точка на работна фреквенција на чекорниот мотор
Вредноста на брзината на чекорниот мотор во одредена точка.
n = q * Hz / (360 * D)
n: вртежи/сек
Hz: Вредност на фреквенцијата
D: Вредност на интерполација на погонското коло
q: агол на чекорен мотор
На пример, чекорен мотор со агол на наклон од 1,8°, со интерполациски погон од 1/2(т.е. 0,9° по чекор), има брзина од 1,25 r/s при работна фреквенција од 500 Hz.
Б. Област за самостартување на чекорниот мотор
Областа каде што чекорниот мотор може директно да се стартува и запре.
C. Област на континуирано работење
Во оваа област, чекорниот мотор не може директно да се стартува или запре. Чекорни мотори вооваа област прво мора да помине низ зоната за самостартување, а потоа да се забрза за да се достигнеработна област. Слично на тоа, чекорниот мотор во оваа област не може директно да се сопира,во спротивно лесно е да се предизвика чекорниот мотор да не работи, прво мора да се забави за да сеобласта за самопалење, а потоа сопрете.
D. Максимална фреквенција на стартување на чекорниот мотор
Состојба на моторот без оптоварување, за да се осигури дека чекорниот мотор нема да ја изгуби чекорната работа намаксимална фреквенција на импулси.
E. Максимална работна фреквенција на чекорен мотор
Максималната фреквенција на импулсите при која моторот е возбуден за да работи без губење на чекорбез оптоварување.
F. Вртежен момент на стартување на чекорниот мотор / вртежен момент на влечење
За да се сретне чекорниот мотор во одредена импулсна фреквенција за да се започне и да се започне со работа, безгубење на чекори на максималниот вртежен момент на оптоварување.
G. Вртежен момент на работа на чекорен мотор/вртежен момент на влечење
Максималниот вртежен момент на оптоварувањето што ја задоволува стабилната работа на чекорниот мотор приодредена фреквенција на импулсот без губење на чекорот.
05 Контрола на движењето за забрзување/забавување со чекорен мотор
Кога работната фреквенција на чекорниот мотор е во кривата брзина-вртежен момент на континуиранооперативен регион, како да се скрати стартувањето или запирањето на моторот, забрзувањето или забавувањетовреме, така што моторот работи подолго во најдобра состојба на брзина, со што се зголемуваЕфективното време на работа на моторот е многу критично.
Како што е прикажано на сликата подолу, динамичката карактеристична крива на вртежниот момент на чекорниот мотор ехоризонтална права линија при мала брзина; при голема брзина, кривата се намалува експоненцијалнопоради влијанието на индуктивноста.
Знаеме дека оптоварувањето на чекорниот мотор е TL, да претпоставиме дека сакаме да забрзаме од F0 до F1 вонајкратко време (tr), како да се пресмета најкраткото време tr?
(1) Нормално, TJ = 70% Tm
(2) tr = 1,8 * 10 -5 * J * q * (F1-F0)/(TJ-TL)
(3) F (t) = (F1-F0) * t/tr + F0, 0
Б. Експоненцијално забрзување во услови на голема брзина
(1) Нормално
TJ0 = 70%Tm0
TJ1 = 70%Tm1
TL = 60% Tm1
(2)
tr = F4 * Во [(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)
Белешки.
J ја означува ротационата инерција на роторот на моторот под оптоварување.
q е аголот на ротација на секој чекор, што е аголот на чекорот на чекорниот мотор во
случај на целиот диск.
Во операцијата на забавување, само обратно гореспоменатата фреквенција на пулсот на забрзување може да биде
пресметано.
06 вибрации и бучава на чекорниот мотор
Општо земено, чекорниот мотор во работа без оптоварување, кога работната фреквенција на мотороте блиску или еднакво на вродената фреквенција на роторот на моторот, ќе резонира, сериозно ќесе јавува феномен надвор од чекор.
Неколку решенија за резонанца:
A. Избегнувајте ја зоната на вибрации: за да не падне работната фреквенција на моторот во рамките наопсегот на вибрации
Б. Усвојување на режим на погон со подредување: Користете го режимот на погон со микрочекори за да ги намалите вибрациите со
поделба на оригиналниот еден чекор на повеќе чекори за да се зголеми резолуцијата на секој од нив
чекор на моторот. Ова може да се постигне со прилагодување на односот фаза-струја на моторот.
Микрочекорното движење не ја зголемува точноста на аголот на чекорење, но го прави моторот да работи повеќе.
непречено и со помалку бучава. Вртежниот момент е генерално 15% помал за работа во получекори.
отколку за целостепена работа и 30% пониско за контрола на струјата со синусоиден бран.
Време на објавување: 09.11.2022