U oblasti inženjerstva je dobro poznato da mehaničke tolerancije imaju veliki uticaj na preciznost i tačnost za svaki tip uređaja koji se može zamisliti, bez obzira na njegovu upotrebu. Ova činjenica je takođe tačnakoračni motori. Na primjer, standardno izgrađen koračni motor ima toleranciju od oko ±5 posto greške po koraku. Usput, ovo su neakumulativne greške. Većina koračnih motora kreće se za 1,8 stepeni po koraku, što rezultira potencijalnim opsegom greške od 0,18 stepeni, iako govorimo o 200 koraka po rotaciji (vidi sliku 1).
2-fazni koračni motori - GSSD serija
Minijaturni korak za preciznost
Sa standardnom, nekumulativnom, tačnošću od ±5 procenata, prvi i najlogičniji način da se poveća tačnost je mikrokoračenje motora. Mikro stepping je metoda upravljanja koračnim motorima koja postiže ne samo višu rezoluciju već i glatkije kretanje pri malim brzinama, što može biti velika prednost u nekim aplikacijama.
Počnimo sa našim uglom od 1,8 stepeni. Ovaj ugao koraka znači da kako motor usporava svaki korak postaje veći dio cjeline. Pri sve sporijim brzinama, relativno velika veličina koraka uzrokuje zupčanje u motoru. Jedan od načina da se ublaži ova smanjena glatkoća rada pri malim brzinama je smanjenje veličine svakog koraka motora. Ovdje mikro stepping postaje važna alternativa.
Mikro koračanje se postiže korištenjem modulacije širine impulsa (PWM) za kontrolu struje do namotaja motora. Ono što se dešava je da pokretač motora isporučuje dva naponska sinusna talasa na namotaje motora, od kojih je svaki za 90 stepeni van faze u odnosu na drugi. Dakle, dok se struja povećava u jednom namotu, ona se smanjuje u drugom namotu kako bi proizvela postepeni prijenos struje, što rezultira glatkijim kretanjem i konzistentnijom proizvodnjom obrtnog momenta nego što se može dobiti od standardne kontrole punog koraka (ili čak uobičajenog pola koraka). (vidi sliku 2).
jednoosniKoračni motor kontroler +driver radi
Prilikom odlučivanja o povećanju tačnosti zasnovanom na mikro koračnoj kontroli, inženjeri moraju razmotriti kako to utiče na ostale karakteristike motora. Dok se glatkoća isporuke obrtnog momenta, kretanje pri maloj brzini i rezonancija mogu poboljšati korišćenjem mikro iskoračenja, tipična ograničenja u kontroli i dizajnu motora sprečavaju ih da postignu svoje idealne ukupne karakteristike. Zbog rada koračnog motora, mikro koračni pogoni mogu samo aproksimirati pravi sinusni val. To znači da će u sistemu ostati nešto mreškanja momenta, rezonancije i buke iako je svaki od njih uvelike smanjen u operaciji mikro koraka.
Mehanička tačnost
Još jedno mehaničko podešavanje za postizanje točnosti vašeg koračnog motora je korištenje manjeg inercijskog opterećenja. Ako je motor vezan za veliku inerciju kada pokušava da se zaustavi, opterećenje će uzrokovati malo prevrtanje. Budući da je ovo često mala greška, kontroler motora se može koristiti za ispravljanje.
Na kraju se vraćamo na kontroler. Ova metoda može zahtijevati određeni inženjerski napor. Da biste poboljšali preciznost, možda ćete htjeti koristiti kontroler koji je posebno optimiziran za motor koji ste odabrali. Ovo je vrlo precizna metoda za inkorporaciju. Što je bolja sposobnost kontrolera da precizno manipuliše strujom motora, to više preciznosti možete dobiti od koračnog motora koji koristite. To je zato što kontroler reguliše tačno koliku struju primaju namotaji motora da bi pokrenuli koračni pokret.
Preciznost u sistemima pokreta je uobičajen zahtjev u zavisnosti od primjene. Razumijevanje kako koračni sistem radi zajedno u stvaranju preciznosti omogućava inženjeru da iskoristi prednosti dostupnih tehnologija, uključujući one koje se koriste u stvaranju mehaničkih komponenti svakog motora.
Vrijeme objave: 19.10.2023
