Жетекші ретінде,қадамдық қозғалтқышавтоматтандыруды басқарудың әртүрлі жүйелерінде кеңінен қолданылатын мехатрониканың негізгі өнімдерінің бірі болып табылады. Микроэлектроника мен компьютерлік техниканың дамуымен сатылы қозғалтқыштарға сұраныс күн санап артып келеді және олар әртүрлі халық шаруашылығы салаларында қолданылады.
01 Бұл неқадамдық қозғалтқыш
Қадамдық қозғалтқыш – электр импульстерін механикалық қозғалысқа тікелей түрлендіретін электромеханикалық құрылғы. Қозғалтқыш катушкасына қолданылатын электр импульстерінің ретін, жиілігін және санын басқару арқылы қадамдық қозғалтқыштың рульдік басқаруын, жылдамдығын және айналу бұрышын басқаруға болады. Позицияны анықтауы бар жабық контурлы кері байланысты басқару жүйесін пайдаланбай-ақ, қадамдық қозғалтқыш пен оның ілеспе драйверінен тұратын қарапайым, арзан ашық контурды басқару жүйесін пайдалану арқылы дәл позиция мен жылдамдықты басқаруға қол жеткізуге болады.
02 қадамдық қозғалтқышнегізгі құрылымы мен жұмыс принципі
Негізгі құрылым:
Жұмыс принципі: сыртқы басқару импульсі мен бағыты сигналына сәйкес қадамдық қозғалтқыштың драйвері ішкі логикалық тізбегі арқылы қозғалтқыштың алға / кері айналуы немесе құлыпталуы үшін қадамдық қозғалтқыш орамдарын белгілі бір уақыт ретімен алға немесе кері қуатпен басқарады.
Мысал ретінде 1,8 градустық екі фазалы қадамды қозғалтқышты алайық: екі орамға да қуат берілгенде және қоздырылғанда, қозғалтқыштың шығыс білігі қозғалмайды және орнында бекітіледі. Қозғалтқышты номиналды токта құлыптауға мүмкіндік беретін максималды момент ұстау моменті болып табылады. Егер орамдардың біріндегі ток қайта бағытталса, қозғалтқыш берілген бағытта бір қадам (1,8 градус) айналады.
Сол сияқты, егер басқа орамдағы ток бағытын өзгертсе, қозғалтқыш бұрынғыға қарама-қарсы бағытта бір қадам (1,8 градус) айналады. Орамдардың орамдары арқылы өтетін токтар кезекпен қозуға қайта бағытталса, қозғалтқыш берілген бағытта өте жоғары дәлдікпен үздіксіз қадаммен айналады. Екі фазалы қадамдық қозғалтқыштың 1,8 градусы үшін аптасына айналу 200 қадамды құрайды.
Екі фазалы қадамдық қозғалтқыштарда орамдардың екі түрі бар: биполярлы және бірполярлы. Биполярлы қозғалтқыштарда фазаға бір ғана орама катушкасы бар, қозғалтқыштың дәйекті ауыспалы қозу болуы үшін сол катушкадағы токтың үздіксіз айналуы, жетек тізбегінің конструкциясы дәйекті ауысу үшін сегіз электронды қосқышты қажет етеді.
Бір полярлы қозғалтқыштарда әр фазада қарама-қарсы полярлық екі орама катушкасы және қозғалтқыш бар
бір фазадағы екі орама орамына кезекпен қуат беру арқылы үздіксіз айналады.
Жетек тізбегі тек төрт электронды қосқышты қажет ететіндей етіп жасалған. Биполярда
жетек режимінде қозғалтқыштың шығыс моменті шамамен 40%-ға артады
бірполярлы жетек режимі, себебі әрбір фазаның орама катушкалары 100% қозғалады.
03, қадамдық қозғалтқыштың жүктемесі
A. Моменттік жүктеме (Tf)
Tf = G * r
G: жүк салмағы
r: радиус
B. Инерциялық жүктеме (TJ)
TJ = J * dw/dt
J = M * (R12+R22) / 2 (Кг * см)
М: Жүктеме массасы
R1: сыртқы сақинаның радиусы
R2: ішкі сақинаның радиусы
dω/dt: бұрыштық үдеу
04, қадамдық қозғалтқыштың айналу моменті қисығы
Жылдамдық-крутящий қисық қадамдық құрылғының шығыс сипаттамаларының маңызды көрінісі болып табылады
қозғалтқыштар.
A. Қадамдық қозғалтқыштың жұмыс жиілігінің нүктесі
Қадамдық қозғалтқыштың белгілі бір нүктедегі жылдамдық мәні.
n = q * Гц / (360 * D)
n: айналым/сек
Гц: Жиілік мәні
D: жетек тізбегінің интерполяциясының мәні
q: қадамдық қозғалтқыштың қадамдық бұрышы
Мысалы, қадам бұрышы 1,8°, 1/2 интерполяциялық жетегі бар қадамдық қозғалтқыш(яғни, қадам сайын 0,9°), 500 Гц жұмыс жиілігінде 1,25 р/с жылдамдыққа ие.
B. Қадамдық қозғалтқыштың өздігінен іске қосылу аймағы
Қадамдық қозғалтқышты тікелей қосуға және тоқтатуға болатын аймақ.
C. Үздіксіз жұмыс аймағы
Бұл аймақта қадамдық қозғалтқышты тікелей қосу немесе тоқтату мүмкін емес. Қадамдық қозғалтқыштарбұл аймақ алдымен өздігінен іске қосу аймағынан өтіп, содан кейін жету үшін жылдамдатылуы керекоперациялық аймақ. Сол сияқты, осы аймақтағы қадамдық қозғалтқышты тікелей тежеу мүмкін емес,әйтпесе, қадамдық қозғалтқыштың қадамынан шығуы оңай, алдымен оны баяулату керекөздігінен іске қосу аймағы, содан кейін тежеу.
D. Қадамдық қозғалтқыштың максималды іске қосу жиілігі
Қадамдық қозғалтқыштың қадамдық жұмысын жоғалтпауын қамтамасыз ету үшін қозғалтқыштың бос күйімаксималды импульс жиілігі.
E. Қадамдық қозғалтқыштың максималды жұмыс жиілігі
Қозғалтқыш бір қадамды жоғалтпай жұмыс істеу үшін қозғалатын импульстің максималды жиілігіжүктемесіз.
F. Қадамдық қозғалтқыштың іске қосу моменті / тарту моменті
Бастау және іске қосу үшін белгілі бір импульстік жиілікте қадамдық қозғалтқышты қанағаттандыру үшін, жоқмаксималды жүктеме моментінің қадамдарын жоғалту.
G. Қадамдық қозғалтқыштың жұмыс істеу моменті/кіру моменті
а кезіндегі қадамдық қозғалтқыштың тұрақты жұмысын қанағаттандыратын максималды жүктеме моментіқадам жоғалтпай белгілі бір импульс жиілігі.
05 Қадамдық қозғалтқыштың үдеу/баяулау қозғалысын басқару
Үздіксіз айналу моменті қисығында қадамдық қозғалтқыш жұмыс жиілігі нүктесі болған кездежұмыс аймағы, қозғалтқыштың іске қосылуын қысқарту немесе жеделдету немесе баяулауды тоқтатууақыт, осылайша қозғалтқыш ең жақсы жылдамдық күйінде ұзағырақ жұмыс істейді, осылайша жылдамдықты арттырадықозғалтқыштың тиімді жұмыс уақыты өте маңызды.
Төмендегі суретте көрсетілгендей, қадамдық қозғалтқыштың динамикалық моментінің сипаттамалық қисығы болып табыладытөмен жылдамдықтағы көлденең түзу; жоғары жылдамдықта қисық экспоненциалды түрде төмендейдіиндуктивтіліктің әсерінен.
Біз қадамдық қозғалтқыштың жүктемесі TL екенін білеміз, біз F0-ден F1-ге дейін жеделдеткіміз келеді делік.ең қысқа уақыт (tr), ең қысқа уақыт tr қалай есептеледі?
(1) Әдетте, 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. Жоғары жылдамдық жағдайында экспоненциалды үдеу
(1) Әдетте
TJ0 = 70%Tm0
TJ1 = 70%Tm1
TL = 60%Тм1
(2)
tr = F4 * [(TJ 0-TL)/(TJ 1-TL)] ішінде
(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 * Дж * q * F2/(TJ 0-TL)
Ескертпелер.
J жүктеме кезінде қозғалтқыш роторының айналу инерциясын көрсетеді.
q - әрбір қадамның айналу бұрышы, ол қадамдық қозғалтқыштың қадамдық бұрышы
бүкіл дискінің жағдайы.
Баяулату операциясында жоғарыдағы жеделдету импульсінің жиілігін кері айналдыру жеткілікті
есептелген.
06 қадамдық қозғалтқыштың дірілі және шуы
Жалпы айтқанда, қозғалтқыштың жұмыс жиілігі кезінде жүктемесіз жұмыста қадамдық қозғалтқышқозғалтқыш роторының тән жиілігіне жақын немесе оған тең резонанс тудырады, елеулі еріксатыдан тыс құбылыс.
Резонанс үшін бірнеше шешімдер:
A. Діріл аймағынан аулақ болыңыз: қозғалтқыштың жұмыс жиілігі шегіне түспеуі үшіндіріл диапазоны
B. Бөлімше жетек режимін қабылдау: Дірілді азайту үшін микро-қадамды жетек режимін пайдаланыңыз
әрқайсысының ажыратымдылығын арттыру үшін түпнұсқаны бір қадамды бірнеше қадамдарға бөлу
моторлы қадам. Бұған қозғалтқыштың фаза мен ток қатынасын реттеу арқылы қол жеткізуге болады.
Микроқадам қадам бұрышының дәлдігін арттырмайды, бірақ қозғалтқышты көбірек жұмыс істейді
тегіс және аз шумен. Жарты қадамдық жұмыс үшін айналу моменті әдетте 15% төмен
толық қадаммен жұмыс істеуге қарағанда, ал синус толқынды токты басқару үшін 30% төмен.
Жіберу уақыты: 09 қараша 2022 ж