Автоматтандыру жабдықтарында сатылы қозғалтқыштарды таңдау

Қадамдық қозғалтқыштаркері байланыс құрылғыларын (яғни, ашық циклды басқару) пайдаланбай жылдамдықты бақылау және позициялауды басқару үшін пайдалануға болады, сондықтан бұл жетек шешімі үнемді және сенімді. Автоматтандыру жабдықтарында, аспаптарда, қадамдық жетек өте кең қолданылды. Бірақ техникалық персоналдың көптеген пайдаланушыларында сәйкес қадамдық қозғалтқышты қалай таңдау керек, қадамдық жетектің ең жақсы өнімділігін қалай жасау керек немесе басқа сұрақтар бар. Бұл мақалада қадамдық қозғалтқыштарды таңдау талқыланады, кейбір қадамдық қозғалтқыштардың инженерлік тәжірибесін қолдануға назар аударылады, автоматтандыру жабдығында қадамдық қозғалтқыштарды танымал ету анықтамалық рөл атқарады деп үміттенемін.

 

1, Кіріспеқадамдық қозғалтқыш

Қадамдық қозғалтқыш импульстік қозғалтқыш немесе қадамдық қозғалтқыш ретінде де белгілі. Ол кіріс импульстік сигналға сәйкес қозу күйі өзгерген сайын белгілі бір бұрышпен ілгерілейді және қозу күйі өзгеріссіз қалғанда белгілі бір қалыпта стационарлық болып қалады. Бұл қадамдық қозғалтқышқа кіріс импульстік сигналын шығыс үшін сәйкес бұрыштық орын ауыстыруға түрлендіруге мүмкіндік береді. Кіріс импульстерінің санын басқару арқылы ең жақсы орналасуға қол жеткізу үшін шығыстың бұрыштық жылжуын дәл анықтауға болады; және кіріс импульстерінің жиілігін басқару арқылы шығыстың бұрыштық жылдамдығын дәл бақылауға және жылдамдықты реттеу мақсатына жетуге болады. 1960 жылдардың аяғында әртүрлі практикалық қадамдық қозғалтқыштар пайда болды және соңғы 40 жылда қарқынды даму байқалды. Қадамдық қозғалтқыштар тұрақты ток қозғалтқыштарын, асинхронды қозғалтқыштарды, сонымен қатар синхронды қозғалтқыштарды қозғалтқыштың негізгі түріне айналдыра алды. Қадамдық қозғалтқыштардың үш түрі бар: реактивті (VR түрі), тұрақты магнит (PM түрі) және гибридті (HB түрі). Гибридті қадамдық қозғалтқыш қадамдық қозғалтқыштың алғашқы екі түрінің артықшылықтарын біріктіреді. Қадамдық қозғалтқыш ротордан (ротор өзегі, тұрақты магниттер, білік, шарикті мойынтіректер), статордан (орама, статор өзегі), алдыңғы және артқы шеткі қақпақтардан және т.б. тұрады. Ең типтік екі фазалы гибридті қадамдық қозғалтқышта 8 үлкен тістері бар статор, 40 кішкентай тіс және 50 кішкентай тістері бар ротор бар; үш фазалы қозғалтқыштың 9 үлкен тістері бар статоры, 45 кішкентай тістері және 50 кішкентай тістері бар роторы бар

 

2, Басқару принципі

Theқадамдық қозғалтқышқуат көзіне тікелей қосыла алмайды, сондай-ақ ол электрлік импульстік сигналдарды тікелей қабылдай алмайды, оны арнайы интерфейс арқылы жүзеге асыру керек - қуат көзімен және контроллермен өзара әрекеттесу үшін қадамдық қозғалтқыш драйвері. Қадамдық қозғалтқыштың драйвері әдетте сақиналы дистрибьютордан және қуат күшейткіш тізбегінен тұрады. Сақина бөлгіш контроллерден басқару сигналдарын қабылдайды. Импульстік сигнал қабылданған сайын сақина бөлгіштің шығысы бір рет түрлендіріледі, сондықтан импульстік сигналдың болуы немесе болмауы және жиілігі қадамдық қозғалтқыш жылдамдығының жоғары немесе төмен екенін, іске қосу немесе тоқтату үшін үдететін немесе баяулайтынын анықтай алады. Сақина дистрибьюторы сонымен қатар оның шығыс күйінің ауысуларының оң немесе теріс реттілігін анықтау үшін контроллерден келетін бағыт сигналын бақылап отыруы керек және осылайша қадамдық қозғалтқыштың рульдік басқаруын анықтауы керек.

 

3、Негізгі параметрлер

①Блок нөмірі: негізінен 20, 28, 35, 42, 57, 60, 86, т.б.

②Фаза саны: қадамдық қозғалтқыштың ішіндегі катушкалар саны, қадамдық қозғалтқыштың фазалық нөмірі әдетте екі фазалы, үш фазалы, бес фазалы болады. Қытай негізінен екі фазалы қозғалтқыштарды пайдаланады, үш фазалы қозғалтқыштардың кейбір қосымшалары бар. Жапонияда бес фазалы қозғалтқыштар жиі қолданылады

③Қадам бұрышы: импульстік сигналға сәйкес, қозғалтқыш роторының айналуының бұрыштық ығысуы. Қадамдық қозғалтқыштың қадамдық бұрышын есептеу формуласы келесідей

Қадам бұрышы = 360° ÷ (2мц)

m қадамдық қозғалтқыштың фазаларының саны

Z қадамдық қозғалтқыш роторының тістерінің саны.

Жоғарыда келтірілген формулаға сәйкес екі фазалы, үш фазалы және бес фазалы қадамдық қозғалтқыштардың қадамдық бұрышы сәйкесінше 1,8 °, 1,2 ° және 0,72 ° құрайды.

④ Ұстау моменті: номиналды ток арқылы қозғалтқыштың статор орамасының моменті, бірақ ротор айналмайды, статор роторды бекітеді. Ұстау моменті қадамдық қозғалтқыштардың ең маңызды параметрі болып табылады және қозғалтқышты таңдаудың негізгі негізі болып табылады

⑤ Орналастыру моменті: қозғалтқыш ток өтпеген кезде роторды сыртқы күшпен бұру үшін қажетті момент. Айналым моменті қозғалтқышты бағалау үшін өнімділік көрсеткіштерінің бірі болып табылады, басқа параметрлер бірдей болған жағдайда, орналасу моменті неғұрлым аз болса, «слот эффектісі» аз болады, соғұрлым төмен жылдамдықта жұмыс істейтін қозғалтқыштың тегістігіне тиімдірек момент жиілігі сипаттамалары: негізінен шығарылған момент жиілігі сипаттамаларына жатады, қозғалтқыштың максималды жылдамдығын жоғалтпастан тұрақты жұмыс істеуі мүмкін. Момент-жиілік қисығы қадамды жоғалтпай максималды момент пен жылдамдық (жиілік) арасындағы байланысты сипаттау үшін қолданылады. Момент жиілігінің қисығы қадамдық қозғалтқыштың маңызды параметрі болып табылады және қозғалтқышты таңдаудың негізгі негізі болып табылады.

⑥ Номиналды ток: номиналды моментті ұстап тұру үшін қажетті қозғалтқыш орамасының тогы, тиімді мән

 

4、Нүктелерді таңдау

Өнеркәсіптік қосымшаларда 600 ~ 1500 айн/мин жылдамдыққа дейінгі қадамдық қозғалтқыштың жылдамдығы жоғарырақ, сіз тұйық циклді қадамдық қозғалтқыш жетегін қарастыра аласыз немесе неғұрлым сәйкес сервожетек бағдарламасын қадамдық қозғалтқышты таңдау қадамдарын таңдай аласыз (төмендегі суретті қараңыз).

 

(1) Қадам бұрышын таңдау

Қозғалтқыштың фазаларының санына сәйкес қадамдық бұрыштың үш түрі бар: 1,8 ° (екі фазалы), 1,2 ° (үш фазалы), 0,72 ° (бес фазалы). Әрине, бес фазалы қадамдық бұрыш ең жоғары дәлдікке ие, бірақ оның қозғалтқышы мен драйвері қымбатырақ, сондықтан ол Қытайда сирек қолданылады. Сонымен қатар, негізгі қадамдық драйверлер қазір бөлімше жетек технологиясын пайдаланады, төменде 4 бөлімшеде, бөлімшенің қадамдық бұрышының дәлдігіне әлі де кепілдік беруге болады, сондықтан тек қадам бұрышының дәлдігі индикаторлары қарастырылған жағдайда, бес фазалы қадамдық қозғалтқышты екі фазалы немесе үш фазалы қадамдық қозғалтқышпен ауыстыруға болады. Мысалы, 5 мм бұрандалы жүктеме үшін қорғасынның қандай да бір түрін қолдану кезінде, егер екі фазалы қадамдық қозғалтқыш пайдаланылса және драйвер 4 бөлімшеге орнатылса, қозғалтқыштың бір айналымындағы импульстардың саны 200 x 4 = 800, ал импульстік эквивалент 5 ÷ 800 = 0,00625 мм = 0,00625 мм, бұл қосымшаның көпшілігін қанағаттандыра алады. талаптар.

(2) Статикалық моментті (ұстау моментін) таңдау

Жиі қолданылатын жүкті тасымалдау механизмдеріне синхронды белдіктер, жіптер, тіректер мен тістер және т.б. кіреді. Тұтынушылар алдымен қозғалтқыш білігіндегі қажетті жүктеме моментіне түрлендірілген машина жүктемесін (негізінен жеделдету моменті және үйкеліс моменті) есептейді. Содан кейін, электр гүлдері талап ететін максималды жұмыс жылдамдығына сәйкес, 300pm немесе одан аз қозғалтқыштың қажетті жылдамдығын қолдану үшін қадамдық қозғалтқыштың ① сәйкес ұстау моментін таңдау үшін келесі екі түрлі пайдалану жағдайлары қолданылады: егер машина жүктемесі қозғалтқыш білігіне қажетті жүктеме моменті T1 түрлендірілсе, онда бұл жүктеме моменті қауіпсіздік коэффициенті жалпы алғанда S-12F-ке көбейтіледі. яғни, қажетті қадамдық қозғалтқышты ұстау моменті Tn ②2 үшін Қозғалтқыштың жылдамдығы 300pm немесе одан көп қажет ететін қолданбалар үшін: максималды жылдамдықты Nmax орнатыңыз, егер машина жүктемесі қозғалтқыш білігіне айналдырылса, қажетті жүктеме моменті T1 болса, онда бұл жүктеме моменті қауіпсіздік коэффициентіне көбейтіледі SF (әдетте 2,5), ол ұстап тұру уақытын береді.5. 4-суретті қараңыз және қолайлы үлгіні таңдаңыз. Содан кейін тексеру және салыстыру үшін момент-жиілік қисығын пайдаланыңыз: момент-жиілік қисығында пайдаланушы талап ететін максималды жылдамдық Nmax T2-нің максималды жоғалған қадамдық моментіне сәйкес келеді, содан кейін T2 жоғалған ең жоғары қадам моменті T1-ден 20% артық болуы керек. Әйтпесе, моменті үлкенірек жаңа қозғалтқышты таңдап, жаңадан таңдалған қозғалтқыштың айналу моменті жиілігінің қисығына сәйкес қайта тексеріп, салыстыру қажет.

(3) Мотор негізінің нөмірі неғұрлым үлкен болса, ұстау моменті соғұрлым үлкен болады.

(4) сәйкес қадамдық драйверді таңдау үшін номиналды токқа сәйкес.

Мысалы, 57CM23 қозғалтқышының номиналды тогы 5А болса, онда сіз жетектің максималды рұқсат етілген тогы 5А-дан асатын болады (бұл шыңнан гөрі тиімді мән екенін ескеріңіз), әйтпесе сіз тек 3А дискінің максималды тогын таңдасаңыз, қозғалтқыштың максималды шығу моменті шамамен 60% ғана болуы мүмкін!

5, қолдану тәжірибесі

(1) қадамдық қозғалтқыш төмен жиілікті резонанстық мәселе

Бөлімшелік қадамдық жетегі қадамдық қозғалтқыштардың төмен жиілікті резонансын азайтудың тиімді әдісі болып табылады. 150 айн / мин төмен, бөлімшенің жетегі қозғалтқыштың дірілін азайтуда өте тиімді. Теориялық тұрғыдан, бөлім неғұрлым үлкен болса, қадамдық қозғалтқыштың дірілін азайтуға соғұрлым жақсы әсер етеді, бірақ нақты жағдай: қадамдық қозғалтқыштың дірілін азайтуға жақсарту әсері экстремалды деңгейге жеткеннен кейін бөлімше 8 немесе 16-ға дейін артады.

Соңғы жылдары үйде және шетелде тізімделген төмен жиілікті резонансқа қарсы қадамдық драйверлер болды, Leisai's DM, DM-S сериялы өнімдер, төмен жиілікті резонансқа қарсы технология. Драйверлердің бұл сериясы амплитудалық және фазалық сәйкестік компенсациясы арқылы гармоникалық компенсацияны пайдаланады, қозғалтқыштың төмен діріл мен шудың төмен жұмысына қол жеткізу үшін қадамдық қозғалтқыштың төмен жиілікті дірілін айтарлықтай азайтады.

(2) Қадамдық қозғалтқыш бөлімшесінің орналасу дәлдігіне әсері

Қадамдық қозғалтқыш бөлімшесінің жетек тізбегі құрылғы қозғалысының тегістігін жақсартып қана қоймайды, сонымен қатар жабдықтың орналасу дәлдігін тиімді түрде жақсарта алады. Сынақтар мынаны көрсетеді: синхронды белдік жетекті қозғалыс платформасында, қадамдық қозғалтқыштың 4 бөлімінде, қозғалтқышты әр қадамда дәл орналастыруға болады.