स्टेपर मोटर्सफीडबॅक उपकरणांचा वापर न करता (म्हणजे ओपन-लूप कंट्रोल) वेग नियंत्रण आणि स्थिती नियंत्रणासाठी वापरता येते, म्हणून हे ड्राइव्ह सोल्यूशन किफायतशीर आणि विश्वासार्ह दोन्ही आहे. ऑटोमेशन उपकरणे, उपकरणांमध्ये, स्टेपर ड्राइव्हचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला गेला आहे. परंतु योग्य स्टेपर मोटर कशी निवडावी, स्टेपर ड्राइव्हची सर्वोत्तम कामगिरी कशी करावी किंवा अधिक प्रश्न असतील याबद्दल तांत्रिक कर्मचार्‍यांच्या अनेक वापरकर्त्यांना प्रश्न आहेत. या पेपरमध्ये स्टेपर मोटर्सच्या निवडीबद्दल चर्चा केली आहे, काही स्टेपर मोटर अभियांत्रिकी अनुभवाच्या वापरावर लक्ष केंद्रित केले आहे, मला आशा आहे की ऑटोमेशन उपकरणांमध्ये स्टेपर मोटर्सचे लोकप्रियीकरण संदर्भातील भूमिका बजावेल.
१, परिचयस्टेपर मोटर
स्टेपर मोटरला पल्स मोटर किंवा स्टेप मोटर असेही म्हणतात. इनपुट पल्स सिग्नलनुसार उत्तेजनाची स्थिती बदलली की प्रत्येक वेळी ती एका विशिष्ट कोनात पुढे जाते आणि उत्तेजनाची स्थिती बदलली नाही तर एका विशिष्ट स्थितीत स्थिर राहते. यामुळे स्टेपर मोटर इनपुट पल्स सिग्नलला आउटपुटसाठी संबंधित कोनीय विस्थापनात रूपांतरित करू शकते. इनपुट पल्सची संख्या नियंत्रित करून तुम्ही सर्वोत्तम स्थिती प्राप्त करण्यासाठी आउटपुटचे कोनीय विस्थापन अचूकपणे निर्धारित करू शकता; आणि इनपुट पल्सची वारंवारता नियंत्रित करून तुम्ही आउटपुटच्या कोनीय गती अचूकपणे नियंत्रित करू शकता आणि गती नियमनाचा उद्देश साध्य करू शकता. १९६० च्या दशकाच्या उत्तरार्धात, विविध व्यावहारिक स्टेपर मोटर्स अस्तित्वात आल्या आणि गेल्या ४० वर्षांत जलद विकास झाला आहे. स्टेपर मोटर्स डीसी मोटर्स, असिंक्रोनस मोटर्स तसेच सिंक्रोनस मोटर्स सोबत करण्यास सक्षम आहेत, ज्यामुळे मोटरचा एक मूलभूत प्रकार बनला आहे. स्टेपर मोटर्सचे तीन प्रकार आहेत: रिअॅक्टिव्ह (व्हीआर प्रकार), कायमस्वरूपी चुंबक (पीएम प्रकार) आणि हायब्रिड (एचबी प्रकार). हायब्रिड स्टेपर मोटर स्टेपर मोटरच्या पहिल्या दोन प्रकारांचे फायदे एकत्र करते. स्टेपर मोटरमध्ये रोटर (रोटर कोर, कायमस्वरूपी चुंबक, शाफ्ट, बॉल बेअरिंग्ज), स्टेटर (विंडिंग, स्टेटर कोर), फ्रंट आणि रियर एंड कॅप्स इत्यादी असतात. सर्वात सामान्य टू-फेज हायब्रिड स्टेपर मोटरमध्ये ८ मोठे दात, ४० लहान दात आणि ५० लहान दात असलेला रोटर असलेला स्टेटर असतो; थ्री-फेज मोटरमध्ये ९ मोठे दात, ४५ लहान दात आणि ५० लहान दात असलेला रोटर असतो.
२, नियंत्रण तत्व
दस्टेपर मोटरपॉवर सप्लायशी थेट कनेक्ट केले जाऊ शकत नाही, किंवा ते थेट इलेक्ट्रिकल पल्स सिग्नल प्राप्त करू शकत नाही, ते एका विशेष इंटरफेसद्वारे साध्य केले पाहिजे - पॉवर सप्लाय आणि कंट्रोलरशी संवाद साधण्यासाठी स्टेपर मोटर ड्रायव्हर. स्टेपर मोटर ड्रायव्हर सामान्यतः रिंग डिस्ट्रिब्युटर आणि पॉवर अॅम्प्लिफायर सर्किटने बनलेला असतो. रिंग डिव्हायडर कंट्रोलरकडून कंट्रोल सिग्नल प्राप्त करतो. प्रत्येक वेळी पल्स सिग्नल प्राप्त झाल्यावर रिंग डिव्हायडरचे आउटपुट एकदा रूपांतरित होते, त्यामुळे पल्स सिग्नलची उपस्थिती किंवा अनुपस्थिती आणि वारंवारता स्टेपर मोटरचा वेग जास्त आहे की कमी आहे, सुरू करण्यासाठी किंवा थांबण्यासाठी वेग वाढवत आहे की कमी होत आहे हे निर्धारित करू शकते. रिंग डिस्ट्रिब्युटरने कंट्रोलरकडून दिशा सिग्नलचे निरीक्षण देखील केले पाहिजे जेणेकरून त्याचे आउटपुट स्टेट ट्रांझिशन सकारात्मक किंवा नकारात्मक क्रमाने आहेत की नाही हे निर्धारित केले पाहिजे आणि अशा प्रकारे स्टेपर मोटरचे स्टीअरिंग निश्चित केले पाहिजे.
३, मुख्य पॅरामीटर्स
①ब्लॉक क्रमांक: प्रामुख्याने २०, २८, ३५, ४२, ५७, ६०, ८६, इ.
②फेज क्रमांक: स्टेपर मोटरच्या आत कॉइलची संख्या, स्टेपर मोटर फेज क्रमांकात सामान्यतः दोन-फेज, तीन-फेज, पाच-फेज असतात. चीन प्रामुख्याने दोन-फेज स्टेपर मोटर्स वापरतो, तीन-फेजमध्ये काही अनुप्रयोग देखील आहेत. जपानमध्ये पाच-फेज स्टेपर मोटर्सचा वापर जास्त प्रमाणात केला जातो.
③स्टेप अँगल: पल्स सिग्नलशी संबंधित, मोटर रोटर रोटेशनचे कोनीय विस्थापन. स्टेपर मोटर स्टेप अँगल गणना सूत्र खालीलप्रमाणे आहे.
पायरीचा कोन = ३६०° ÷ (२ मी.)
m स्टेपर मोटरच्या टप्प्यांची संख्या
Z म्हणजे स्टेपर मोटरच्या रोटरच्या दातांची संख्या.
वरील सूत्रानुसार, टू-फेज, थ्री-फेज आणि फाइव्ह-फेज स्टेपर मोटर्सचा स्टेप अँगल अनुक्रमे १.८°, १,२° आणि ०.७२° आहे.
④ होल्डिंग टॉर्क: हा मोटरच्या स्टेटर वाइंडिंगचा टॉर्क आहे जो रेट केलेल्या करंटमधून जातो, परंतु रोटर फिरत नाही, स्टेटर रोटरला लॉक करतो. होल्डिंग टॉर्क हा स्टेपर मोटर्सचा सर्वात महत्वाचा पॅरामीटर आहे आणि मोटर निवडीचा मुख्य आधार आहे.
⑤ पोझिशनिंग टॉर्क: जेव्हा मोटर विद्युत प्रवाह पास करत नाही तेव्हा बाह्य शक्तीने रोटर फिरवण्यासाठी आवश्यक असलेला टॉर्क आहे. टॉर्क हा मोटरचे मूल्यांकन करण्यासाठी कार्यप्रदर्शन निर्देशकांपैकी एक आहे, इतर पॅरामीटर्स सारखेच असल्यास, पोझिशनिंग टॉर्क जितका लहान असेल तितकाच "स्लॉट इफेक्ट" कमी असेल, कमी वेगाने चालणाऱ्या मोटरच्या गुळगुळीतपणासाठी अधिक फायदेशीर असेल टॉर्क वारंवारता वैशिष्ट्ये: प्रामुख्याने काढलेल्या टॉर्क वारंवारता वैशिष्ट्यांचा संदर्भ देते, विशिष्ट वेगाने मोटर स्थिर ऑपरेशन पाऊल न गमावता जास्तीत जास्त टॉर्क सहन करू शकते. चरण न गमावता जास्तीत जास्त टॉर्क आणि गती (फ्रिक्वेन्सी) यांच्यातील संबंध वर्णन करण्यासाठी क्षण-फ्रिक्वेन्सी वक्र वापरला जातो. टॉर्क वारंवारता वक्र हा स्टेपर मोटरचा एक महत्त्वाचा पॅरामीटर आहे आणि मोटर निवडीसाठी मुख्य आधार आहे.
⑥ रेटेड करंट: रेटेड टॉर्क राखण्यासाठी आवश्यक असलेला मोटर वाइंडिंग करंट, प्रभावी मूल्य
४, बिंदू निवडणे
औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या स्टेपर मोटरचा वेग ६०० ~ १५०० आरपीएम पर्यंत असतो, जास्त वेग असतो, तुम्ही क्लोज-लूप स्टेपर मोटर ड्राइव्हचा विचार करू शकता किंवा अधिक योग्य सर्वो ड्राइव्ह प्रोग्राम स्टेपर मोटर निवड चरण निवडू शकता (खालील आकृती पहा).
(१) स्टेप अँगलची निवड
मोटरच्या टप्प्यांच्या संख्येनुसार, स्टेप अँगलचे तीन प्रकार आहेत: १.८° (दोन-फेज), १.२° (तीन-फेज), ०.७२° (पाच-फेज). अर्थात, पाच-फेज स्टेप अँगलमध्ये सर्वाधिक अचूकता असते परंतु त्याची मोटर आणि ड्रायव्हर अधिक महाग असतात, म्हणून ते चीनमध्ये क्वचितच वापरले जाते. याव्यतिरिक्त, मुख्य प्रवाहातील स्टेपर ड्रायव्हर्स आता सबडिव्हिजन ड्राइव्ह तंत्रज्ञान वापरत आहेत, खालील ४ सबडिव्हिजनमध्ये, सबडिव्हिजन स्टेप अँगल अचूकतेची हमी अजूनही दिली जाऊ शकते, म्हणून जर स्टेप अँगल अचूकता निर्देशक केवळ विचारातून असतील तर, पाच-फेज स्टेपर मोटर टू-फेज किंवा थ्री-फेज स्टेपर मोटरने बदलली जाऊ शकते. उदाहरणार्थ, ५ मिमी स्क्रू लोडसाठी काही प्रकारच्या शिशाच्या वापरामध्ये, जर दोन-फेज स्टेपिंग मोटर वापरली असेल आणि ड्रायव्हर ४ उपविभागांवर सेट केला असेल, तर मोटरच्या प्रत्येक क्रांतीमध्ये पल्सची संख्या २०० x ४ = ८०० असेल आणि पल्स समतुल्य ५ ÷ ८०० = ०.००६२५ मिमी = ६.२५μm असेल, तर ही अचूकता बहुतेक अनुप्रयोग आवश्यकता पूर्ण करू शकते.
(२) स्टॅटिक टॉर्क (होल्डिंग टॉर्क) निवड
सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या लोड ट्रान्समिशन यंत्रणेमध्ये सिंक्रोनस बेल्ट, फिलामेंट बार, रॅक आणि पिनियन इत्यादींचा समावेश होतो. ग्राहक प्रथम त्यांच्या मशीन लोडची (प्रामुख्याने प्रवेग टॉर्क अधिक घर्षण टॉर्क) गणना करतात जे मोटर शाफ्टवरील आवश्यक लोड टॉर्कमध्ये रूपांतरित होते. नंतर, इलेक्ट्रिक फ्लॉवर्सना आवश्यक असलेल्या जास्तीत जास्त चालण्याच्या गतीनुसार, स्टेपर मोटरचा योग्य होल्डिंग टॉर्क निवडण्यासाठी खालील दोन भिन्न वापर प्रकरणे ① आवश्यक मोटर गती 300pm किंवा त्यापेक्षा कमी वापरण्यासाठी: जर मशीन लोड मोटर शाफ्टमध्ये आवश्यक लोड टॉर्क T1 मध्ये रूपांतरित केला गेला, तर हा लोड टॉर्क सुरक्षा घटक SF (सामान्यत: 1.5-2.0 म्हणून घेतला जातो) ने गुणाकार केला जातो, म्हणजेच, आवश्यक स्टेपर मोटर होल्डिंग टॉर्क Tn ②2 साठी 300pm किंवा त्याहून अधिक मोटर गती आवश्यक असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी: कमाल गती Nmax सेट करा, जर मशीन लोड मोटर शाफ्टमध्ये रूपांतरित केला गेला, तर आवश्यक लोड टॉर्क T1 आहे, तर हा लोड टॉर्क सुरक्षा घटक SF (सामान्यतः 2.5-3.5) ने गुणाकार केला जातो, जो होल्डिंग टॉर्क Tn देतो. आकृती ४ पहा आणि योग्य मॉडेल निवडा. नंतर तपासण्यासाठी आणि तुलना करण्यासाठी क्षण-वारंवारता वक्र वापरा: क्षण-वारंवारता वक्र वर, वापरकर्त्याला आवश्यक असलेला कमाल वेग Nmax T2 च्या कमाल गमावलेल्या स्टेप टॉर्कशी संबंधित आहे, नंतर जास्तीत जास्त गमावलेला स्टेप टॉर्क T2 T1 पेक्षा 20% पेक्षा जास्त असावा. अन्यथा, मोठ्या टॉर्कसह नवीन मोटर निवडणे आवश्यक आहे आणि नवीन निवडलेल्या मोटरच्या टॉर्क वारंवारता वक्रानुसार पुन्हा तपासणे आणि तुलना करणे आवश्यक आहे.
(३) मोटर बेस नंबर जितका मोठा असेल तितका होल्डिंग टॉर्क जास्त असेल.
(४) जुळणारा स्टेपर ड्रायव्हर निवडण्यासाठी रेट केलेल्या करंटनुसार.
उदाहरणार्थ, ५७CM२३ मोटरचा रेटेड करंट ५A आहे, तर तुम्ही ड्राइव्हच्या ५A पेक्षा जास्त परवानगी असलेल्या कमाल करंटशी जुळता (कृपया लक्षात ठेवा की ते पीकपेक्षा प्रभावी मूल्य आहे), अन्यथा जर तुम्ही फक्त ३A ड्राइव्हचा कमाल करंट निवडला तर मोटरचा कमाल आउटपुट टॉर्क फक्त ६०% असू शकतो!
५, अर्जाचा अनुभव
(१) स्टेपर मोटर कमी वारंवारता अनुनाद समस्या
सबडिव्हिजन स्टेपर ड्राइव्ह हा स्टेपर मोटर्सचा कमी फ्रिक्वेन्सी रेझोनन्स कमी करण्याचा एक प्रभावी मार्ग आहे. १५० आरपीएमपेक्षा कमी, सबडिव्हिजन ड्राइव्ह मोटरचे कंपन कमी करण्यासाठी खूप प्रभावी आहे. सैद्धांतिकदृष्ट्या, सबडिव्हिजन जितका मोठा असेल तितका स्टेपर मोटर कंपन कमी करण्यावर चांगला परिणाम होईल, परंतु वास्तविक परिस्थिती अशी आहे की स्टेपर मोटर कंपन कमी करण्यावर सुधारणा प्रभाव टोकापर्यंत पोहोचल्यानंतर सबडिव्हिजन ८ किंवा १६ पर्यंत वाढते.
अलिकडच्या वर्षांत, देश-विदेशात अँटी-लो-फ्रिक्वेंसी रेझोनन्स स्टेपर ड्रायव्हर्सची यादी तयार करण्यात आली आहे, लेईसाईची डीएम, डीएम-एस मालिका उत्पादने, अँटी-लो-फ्रिक्वेंसी रेझोनन्स तंत्रज्ञान. ड्रायव्हर्सची ही मालिका हार्मोनिक भरपाई वापरते, अॅम्प्लिट्यूड आणि फेज मॅचिंग भरपाईद्वारे, स्टेपर मोटरचे कमी फ्रिक्वेंसी कंपन मोठ्या प्रमाणात कमी करू शकते, ज्यामुळे मोटरचे कमी कंपन आणि कमी आवाजाचे ऑपरेशन साध्य होते.
(२) स्टेपर मोटर उपविभागाचा पोझिशनिंग अचूकतेवर होणारा परिणाम
स्टेपर मोटर सबडिव्हिजन ड्राइव्ह सर्किट केवळ डिव्हाइसच्या हालचालीची सुरळीतता सुधारू शकत नाही तर उपकरणांची पोझिशनिंग अचूकता देखील प्रभावीपणे सुधारू शकते. चाचण्या दर्शवितात की: सिंक्रोनस बेल्ट ड्राइव्ह मोशन प्लॅटफॉर्ममध्ये, स्टेपर मोटर 4 सबडिव्हिजनमध्ये, प्रत्येक पायरीवर मोटर अचूकपणे ठेवता येते.
पोस्ट वेळ: जून-११-२०२३