У галузі техніки добре відомо, що механічні допуски мають великий вплив на точність для будь-якого типу пристрою, який тільки можна уявити, незалежно від його використання. Цей факт також справедливийкрокові двигуни. Наприклад, стандартний кроковий двигун має рівень допуску приблизно ±5 відсотків похибки на крок. До речі, це некумулятивні помилки. Більшість крокових двигунів рухаються на 1,8 градусів за крок, що призводить до потенційної похибки в 0,18 градусів, навіть якщо ми говоримо про 200 кроків за один оберт (див. Малюнок 1).
2-фазні крокові двигуни - серія GSSD
Мініатюрний крок для точності
Зі стандартною, некумулятивною, точністю ±5 відсотків, перший і найбільш логічний спосіб підвищити точність - це мікрошаг двигуна. Мікрокрокове — це метод керування кроковими двигунами, який забезпечує не лише вищу роздільну здатність, але й більш плавний рух на низьких швидкостях, що може бути великою перевагою в деяких програмах.
Почнемо з нашого кута кроку 1,8 градуса. Цей кут кроку означає, що коли двигун сповільнюється, кожен крок стає більшою частиною цілого. На все менших і менших швидкостях відносно великий розмір кроку спричиняє забивання двигуна. Один із способів полегшити цю знижену плавність роботи на низьких швидкостях - це зменшити розмір кожного кроку двигуна. Ось тут мікростепінг стає важливою альтернативою.
Мікрокрокове досягається за допомогою широтно-імпульсної модуляції (ШІМ) для керування струмом в обмотках двигуна. Що відбувається, так це те, що драйвер двигуна подає дві синусоїди напруги на обмотки двигуна, кожна з яких зміщена по фазі на 90 градусів з іншою. Таким чином, у той час як струм збільшується в одній обмотці, він зменшується в іншій обмотці, створюючи поступову передачу струму, що призводить до більш плавного руху та більш послідовного створення крутного моменту, ніж можна отримати від стандартного повного крокового (або навіть звичайного напівкрокового) керування (див. малюнок 2).
одноосьовіпрацює контролер крокового двигуна + драйвер
Приймаючи рішення про підвищення точності на основі мікрокрокового керування, інженери повинні враховувати, як це впливає на інші характеристики двигуна. У той час як плавність передачі крутного моменту, рух на низькій швидкості та резонанс можна покращити за допомогою мікрокроку, типові обмеження в управлінні та конструкції двигуна не дозволяють їм досягти своїх ідеальних загальних характеристик. Завдяки роботі крокового двигуна мікрокрокові приводи можуть лише наближено відображати справжню синусоїду. Це означає, що деякі пульсації крутного моменту, резонанс і шум залишаться в системі, навіть якщо кожен з них значно зменшується під час мікрокрокової операції.
Механічна точність
Інше механічне регулювання для підвищення точності крокового двигуна полягає у використанні меншого інерційного навантаження. Якщо двигун має велику інерцію, коли він намагається зупинитися, навантаження спричинить деяке незначне надмірне обертання. Оскільки це часто невелика помилка, для її виправлення можна використовувати контролер двигуна.
Нарешті, повернемося до контролера. Цей метод може потребувати певних інженерних зусиль. Щоб підвищити точність, ви можете використовувати контролер, який спеціально оптимізований для двигуна, який ви вибрали. Це дуже точний метод для включення. Чим краще контролер здатний точно регулювати струм двигуна, тим більшу точність ви можете отримати від крокового двигуна, який ви використовуєте. Це пояснюється тим, що контролер точно регулює, скільки струму отримують обмотки двигуна, щоб ініціювати кроковий рух.
Точність систем руху є загальною вимогою залежно від застосування. Розуміння того, як крокова система працює разом для створення точності, дозволяє інженеру скористатися наявними технологіями, включно з тими, що використовуються для створення механічних компонентів кожного двигуна.
Час публікації: 19 жовтня 2023 р
