U inženjerstvu je dobro poznato da mehaničke tolerancije imaju veliki utjecaj na preciznost i tačnost za svaku vrstu uređaja koju možemo zamisliti, bez obzira na njegovu upotrebu. Ova činjenica vrijedi i zakoračni motoriNa primjer, standardno izgrađeni koračni motor ima nivo tolerancije od oko ±5 posto greške po koraku. Inače, ovo su neakumulativne greške. Većina koračnih motora se pomiče 1,8 stepeni po koraku, što rezultira potencijalnim rasponom greške od 0,18 stepeni, iako govorimo o 200 koraka po rotaciji (vidi Sliku 1).
Dvofazni koračni motori - GSSD serija
Minijaturni koraci za preciznost
Sa standardnom, nekumulativnom tačnošću od ±5 posto, prvi i najlogičniji način za povećanje tačnosti je mikrokorak motora. Mikrokorak je metoda upravljanja koračnim motorima koja postiže ne samo veću rezoluciju već i glatkije kretanje pri malim brzinama, što može biti velika prednost u nekim primjenama.
Počnimo s našim uglom koraka od 1,8 stepeni. Ovaj ugao koraka znači da kako se motor usporava, svaki korak postaje veći dio cjeline. Pri sve manjim i manjim brzinama, relativno velika veličina koraka uzrokuje zubčanje u motoru. Jedan od načina da se ublaži ova smanjena glatkoća rada pri malim brzinama je smanjenje veličine svakog koraka motora. Ovdje mikrokorak postaje važna alternativa.
Mikrokoračno upravljanje se postiže korištenjem pulsno-širinske modulacije (PWM) za kontrolu struje na namotajima motora. Događa se da pogonski sklop motora isporučuje dva naponska sinusna vala na namotaje motora, od kojih je svaki 90 stepeni izvan faze u odnosu na drugi. Dakle, dok se struja povećava u jednom namotaju, ona se smanjuje u drugom namotaju kako bi se proizveo postepeni prijenos struje, što rezultira glatkijim kretanjem i konzistentnijom proizvodnjom obrtnog momenta nego što bi se dobilo standardnim upravljanjem s punim korakom (ili čak uobičajenim polukorakom) (vidi Sliku 2).
jednoosniKontroler + drajver koračnog motora upravlja
Prilikom odlučivanja o povećanju tačnosti na osnovu mikrokoračne kontrole, inženjeri moraju uzeti u obzir kako to utiče na ostale karakteristike motora. Iako se glatkoća isporuke obrtnog momenta, kretanje pri malim brzinama i rezonancija mogu poboljšati korištenjem mikrokoračne kontrole, tipična ograničenja u kontroli i dizajnu motora sprečavaju ih da dostignu svoje idealne ukupne karakteristike. Zbog rada koračnog motora, mikrokoračni pogoni mogu samo približno prikazati pravi sinusni talas. To znači da će u sistemu ostati određeno mreškanje obrtnog momenta, rezonancija i šum, iako se svaki od njih znatno smanjuje u mikrokoračnoj operaciji.
Mehanička tačnost
Još jedno mehaničko podešavanje za postizanje tačnosti kod vašeg koračnog motora je korištenje manjeg inercijskog opterećenja. Ako je motor pričvršćen na veliku inerciju kada pokuša da se zaustavi, opterećenje će uzrokovati blago prekomjerno okretanje. Budući da je ovo često mala greška, kontroler motora se može koristiti za njeno ispravljanje.
Konačno, vraćamo se na kontroler. Ova metoda može zahtijevati određeni inženjerski napor. Kako biste poboljšali tačnost, možda ćete htjeti koristiti kontroler koji je posebno optimiziran za motor koji ste odabrali. Ovo je vrlo precizna metoda za uključivanje. Što je bolja sposobnost kontrolera da precizno manipuliše strujom motora, to veću tačnost možete dobiti od koračnog motora koji koristite. To je zato što kontroler reguliše tačno koliko struje namotaji motora primaju za pokretanje koraka.
Preciznost u sistemima kretanja je uobičajen zahtjev, ovisno o primjeni. Razumijevanje kako stepper sistem funkcionira zajedno kako bi se postigla preciznost omogućava inženjeru da iskoristi prednosti dostupnih tehnologija, uključujući one koje se koriste u stvaranju mehaničkih komponenti svakog motora.
Vrijeme objave: 19. oktobar 2023.
