Det er velkjent innen ingeniørfaget at mekaniske toleranser har stor effekt på presisjon og nøyaktighet for alle typer enheter som kan tenkes, uavhengig av bruken. Dette faktum er også santtrinnmotorer. For eksempel har en standard bygd trinnmotor et toleransenivå på omtrent ±5 prosent feil per trinn. Dette er forresten ikke-akkumulerende feil. De fleste trinnmotorer beveger seg 1,8 grader per trinn, noe som resulterer i et potensielt feilområde på 0,18 grader, selv om vi snakker om 200 trinn per rotasjon (se figur 1).
2-fase trinnmotorer - GSSD-serien
Miniatyrstepping for nøyaktighet
Med en standard, ikke-kumulativ nøyaktighet på ±5 prosent, er den første og mest logiske måten å øke nøyaktigheten på å mikrotrinne motoren. Micro stepping er en metode for å kontrollere trinnmotorer som ikke bare oppnår høyere oppløsning, men jevnere bevegelse ved lave hastigheter, noe som kan være en stor fordel i noen applikasjoner.
La oss starte med vår 1,8-graders trinnvinkel. Denne trinnvinkelen betyr at når motoren bremser, blir hvert trinn en større del av helheten. Ved langsommere og lavere hastigheter forårsaker den relativt store trinnstørrelsen kugging i motoren. En måte å lindre denne reduserte jevnheten av drift ved lave hastigheter er å redusere størrelsen på hvert motortrinn. Det er her mikrostepping blir et viktig alternativ.
Mikrostepping oppnås ved å bruke pulsbreddemodulert (PWM) for å kontrollere strømmen til motorviklingene. Det som skjer er at motordriveren leverer to spenningssinusbølger til motorviklingene, som hver er 90 grader i fase med hverandre. Så mens strømmen øker i en vikling, avtar den i den andre viklingen for å produsere en gradvis overføring av strøm, noe som resulterer i jevnere bevegelse og mer konsistent dreiemomentproduksjon enn man vil få fra en standard full-trinns (eller til og med vanlig halvtrinns) kontroll (se figur 2).
enkeltaksetrinnmotorkontroller +sjåfør opererer
Når de bestemmer seg for en økning i nøyaktigheten basert på mikrotrinnkontroll, må ingeniører vurdere hvordan dette påvirker resten av motoregenskapene. Mens jevnheten av dreiemomentlevering, lavhastighetsbevegelse og resonans kan forbedres ved bruk av mikrostepping, hindrer typiske begrensninger i kontroll og motordesign dem fra å nå sine ideelle generelle egenskaper. På grunn av driften av en steppermotor, kan mikrostepping-drev kun tilnærme en sann sinusbølge. Dette betyr at noe dreiemomentrippel, resonans og støy vil forbli i systemet selv om hver av disse reduseres kraftig i en mikrotrinnoperasjon.
Mekanisk nøyaktighet
En annen mekanisk justering for å oppnå nøyaktighet i trinnmotoren din er å bruke en mindre treghetsbelastning. Hvis motoren er festet til en stor treghet når den prøver å stoppe, vil belastningen føre til litt overrotasjon. Fordi dette ofte er en liten feil, kan motorstyringen brukes til å rette den.
Til slutt vender vi tilbake til kontrolleren. Denne metoden kan kreve litt ingeniørarbeid. For å forbedre nøyaktigheten kan det være lurt å bruke en kontroller som er spesifikt optimalisert for motoren du har valgt å bruke. Dette er en veldig presis metode å innlemme. Jo bedre kontrollerens evne til å manipulere motorstrømmen nøyaktig, jo mer nøyaktighet kan du få fra trinnmotoren du bruker. Dette er fordi kontrolleren regulerer nøyaktig hvor mye strøm motorviklingene mottar for å sette i gang trinnbevegelsen.
Presisjon i bevegelsessystemer er et vanlig krav avhengig av applikasjonen. Å forstå hvordan stepper-systemet fungerer sammen for å skape presisjon gjør at en ingeniør kan dra nytte av teknologiene som er tilgjengelige, inkludert de som brukes til å lage de mekaniske komponentene til hver motor.
Innleggstid: 19. oktober 2023
