अ‍ॅक्च्युएटर म्हणून,स्टेपर मोटरहे मेकाट्रॉनिक्सच्या प्रमुख उत्पादनांपैकी एक आहे, जे विविध ऑटोमेशन कंट्रोल सिस्टममध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स आणि संगणक तंत्रज्ञानाच्या विकासासह, स्टेपर मोटर्सची मागणी दिवसेंदिवस वाढत आहे आणि ते विविध राष्ट्रीय आर्थिक क्षेत्रात वापरले जात आहेत.
०१ म्हणजे कायस्टेपर मोटर
स्टेपर मोटर हे एक इलेक्ट्रोमेकॅनिकल उपकरण आहे जे इलेक्ट्रिकल स्पंदनांना थेट यांत्रिक गतीमध्ये रूपांतरित करते. मोटर कॉइलवर लावलेल्या इलेक्ट्रिकल स्पंदनांचा क्रम, वारंवारता आणि संख्या नियंत्रित करून, स्टेपर मोटरचा स्टीअरिंग, वेग आणि रोटेशन अँगल नियंत्रित केला जाऊ शकतो. पोझिशन सेन्सिंगसह क्लोज्ड-लूप फीडबॅक कंट्रोल सिस्टमचा वापर न करता, स्टेपर मोटर आणि त्याच्या सोबत असलेल्या ड्रायव्हरने बनलेली एक साधी, कमी किमतीची ओपन-लूप कंट्रोल सिस्टम वापरून अचूक पोझिशन आणि वेग नियंत्रण साध्य करता येते.
02 स्टेपर मोटरमूलभूत रचना आणि कार्य तत्त्व
मूलभूत रचना:
कार्य तत्व: स्टेपर मोटर ड्रायव्हर बाह्य नियंत्रण पल्स आणि दिशा सिग्नलनुसार, त्याच्या अंतर्गत लॉजिक सर्किटद्वारे, स्टेपर मोटर विंडिंग्जला एका विशिष्ट वेळेच्या क्रमाने पुढे किंवा उलट ऊर्जावान नियंत्रित करते, जेणेकरून मोटर पुढे / उलट रोटेशन किंवा लॉक होईल.
१.८ अंशाच्या दोन-फेज स्टेपर मोटरचे उदाहरण घ्या: जेव्हा दोन्ही विंडिंग्स ऊर्जावान आणि उत्तेजित असतात, तेव्हा मोटर आउटपुट शाफ्ट स्थिर आणि लॉक केलेल्या स्थितीत असेल. रेट केलेल्या करंटवर मोटरला लॉक ठेवणारा जास्तीत जास्त टॉर्क म्हणजे होल्डिंग टॉर्क. जर एका विंडिंगमधील करंट पुनर्निर्देशित केला गेला तर मोटर दिलेल्या दिशेने एक पाऊल (१.८ अंश) फिरेल.
त्याचप्रमाणे, जर दुसऱ्या वळणातील विद्युतप्रवाहाची दिशा बदलली, तर मोटर पहिल्या वळणाच्या विरुद्ध दिशेने एक पाऊल (१.८ अंश) फिरेल. जेव्हा कॉइल वळणांमधून येणारे प्रवाह उत्तेजनाकडे क्रमाने पुनर्निर्देशित केले जातात, तेव्हा मोटर दिलेल्या दिशेने सतत टप्प्यात अतिशय उच्च अचूकतेसह फिरेल. १.८ अंशांच्या टू-फेज स्टेपर मोटर रोटेशनसाठी एका आठवड्याचे २०० पावले लागतात.
टू-फेज स्टेपर मोटर्समध्ये दोन प्रकारचे विंडिंग असतात: बायपोलर आणि युनिपोलर. बायपोलर मोटर्समध्ये प्रत्येक फेजमध्ये फक्त एकच विंडिंग कॉइल असते, मोटरला एकाच कॉइलमध्ये करंटचे सतत रोटेशन अनुक्रमिक परिवर्तनशील उत्तेजना देते, ड्राइव्ह सर्किटच्या डिझाइनमध्ये अनुक्रमिक स्विचिंगसाठी आठ इलेक्ट्रॉनिक स्विच आवश्यक असतात.
एकध्रुवीय मोटर्समध्ये प्रत्येक टप्प्यावर विरुद्ध ध्रुवीयतेचे दोन वळण कॉइल असतात आणि मोटर
एकाच टप्प्यावरील दोन वळण कॉइल्सना आळीपाळीने ऊर्जा देऊन सतत फिरते.
ड्राइव्ह सर्किट फक्त चार इलेक्ट्रॉनिक स्विचची आवश्यकता असेल अशा प्रकारे डिझाइन केलेले आहे. बायपोलरमध्ये
ड्राइव्ह मोडमध्ये, मोटरचा आउटपुट टॉर्क सुमारे ४०% ने वाढतो
एकध्रुवीय ड्राइव्ह मोड कारण प्रत्येक टप्प्यातील वाइंडिंग कॉइल्स १००% उत्तेजित असतात.
०३, स्टेपर मोटर लोड
अ. क्षण भार (Tf)
टीएफ = जी * आर
G: वजन वाढवा
r: त्रिज्या
B. जडत्व भार (TJ)
टीजे = जे * डीडब्ल्यू/डीटी
J = M * (R12+R22) / 2 (किलो * सेमी)
एम: भार वस्तुमान
R1: बाह्य रिंगची त्रिज्या
R2: आतील रिंगची त्रिज्या
dω/dt: कोनीय प्रवेग
०४, स्टेपर मोटर स्पीड-टॉर्क वक्र
स्पीड-टॉर्क वक्र हे स्टेपरच्या आउटपुट वैशिष्ट्यांचे एक महत्त्वाचे अभिव्यक्ती आहे
मोटर्स.
A. स्टेपर मोटर ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सी पॉइंट
एका विशिष्ट बिंदूवर स्टेपर मोटर मोटरचे गती मूल्य.
n = q * Hz / (३६० * D)
n: रेव्ह/सेकंद
हर्ट्झ: वारंवारता मूल्य
D: ड्राइव्ह सर्किट इंटरपोलेशन मूल्य
प्रश्न: स्टेपर मोटर स्टेप अँगल
उदाहरणार्थ, १.८° च्या पिच अँगलसह, १/२ इंटरपोलेशन ड्राइव्हसह स्टेपर मोटर(म्हणजे, ०.९° प्रति पाऊल), ५०० हर्ट्झच्या ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सीवर १.२५ आर/सेकंद वेग आहे.
ब. स्टेपर मोटर सेल्फ-स्टार्ट क्षेत्र
स्टेपर मोटर थेट सुरू आणि थांबवता येणारी जागा.
क. सतत ऑपरेशन क्षेत्र
या भागात, स्टेपर मोटर थेट सुरू किंवा थांबवता येत नाही. स्टेपर मोटर्सहे क्षेत्र प्रथम सेल्फ-स्टार्ट क्षेत्रातून जावे लागेल आणि नंतर पोहोचण्यासाठी वेग वाढवावा लागेलऑपरेटिंग क्षेत्र. त्याचप्रमाणे, या क्षेत्रातील स्टेपर मोटर थेट ब्रेक करता येत नाही,अन्यथा स्टेपर मोटरला पायाबाहेर काढणे सोपे आहे, प्रथम ते कमी करणे आवश्यक आहेसेल्फ-स्टार्टिंग एरिया आणि नंतर ब्रेक लावला.
D. स्टेपर मोटरची कमाल सुरुवातीची वारंवारता
मोटर नो-लोड स्थिती, स्टेपर मोटरचे स्टेप ऑपरेशन कमी होणार नाही याची खात्री करण्यासाठीजास्तीत जास्त पल्स वारंवारता.
ई. स्टेपर मोटरची कमाल ऑपरेटिंग वारंवारता
जास्तीत जास्त पल्स फ्रिक्वेन्सी ज्यावर मोटर एकही पाऊल न गमावता चालण्यासाठी उत्साहित होतेकोणत्याही भाराशिवाय.
एफ. स्टेपर मोटरचा प्रारंभिक टॉर्क / पुल-इन टॉर्क
स्टेपर मोटरला एका विशिष्ट पल्स फ्रिक्वेन्सीमध्ये सुरू करण्यासाठी आणि चालू करण्यासाठी, न करता पूर्ण करण्यासाठीजास्तीत जास्त लोड टॉर्कची पावले कमी होणे.
जी. स्टेपर मोटर चालू टॉर्क/ड्रॉ-इन टॉर्क
स्टेपर मोटरच्या स्थिर ऑपरेशनला समाधान देणारा कमाल लोड टॉर्कपाऊल न गमावता विशिष्ट नाडी वारंवारता.
०५ स्टेपर मोटर प्रवेग/मंदीकरण गती नियंत्रण
जेव्हा स्टेपर मोटर ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सी पॉइंट सततच्या स्पीड-टॉर्क वक्रमध्ये असतोऑपरेशन क्षेत्र, मोटर सुरू होण्याचा किंवा थांबण्याचा वेग कमी कसा करायचा किंवा प्रवेग किंवा मंदावण्याचा कालावधी कसा कमी करायचावेळ, जेणेकरून मोटर सर्वोत्तम गती स्थितीत जास्त काळ चालेल, ज्यामुळे वाढेलमोटारचा प्रभावी चालण्याचा वेळ खूप महत्त्वाचा असतो.
खालील आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे, स्टेपर मोटरचा गतिमान टॉर्क वैशिष्ट्यपूर्ण वक्र आहेकमी वेगाने क्षैतिज सरळ रेषा; जास्त वेगाने, वक्र घातांकीय प्रमाणात कमी होतेइंडक्टन्सच्या प्रभावामुळे.
आपल्याला माहित आहे की स्टेपर मोटरचा भार TL आहे, समजा आपल्याला F0 ते F1 पर्यंत वेग वाढवायचा आहेसर्वात कमी वेळ (tr), सर्वात कमी वेळ tr कसा काढायचा?
(१) साधारणपणे, TJ = ७०% Tm
(२) tr = १.८ * १० -५ * J * q * (F1-F0)/(TJ -TL)
(३) F (t) = (F1-F0) * t/tr + F0, 0
B. उच्च गती स्थितीत घातांकीय प्रवेग
(१) साधारणपणे
टीजे० = ७०%टीएम०
टीजे१ = ७०%टीएम१
टीएल = ६०% टीएम१
(२)
tr = F4 * [(TJ 0-TL)/(TJ 1-TL)] मध्ये
(३)
F (t) = F2 * [1 - e^(-t/F4)] + F0, 0
F2 = (TL-TJ 0) * (F1-F0)/TJ 1-TJ 0)
F4 = 1.8 * 10-5 * J * q * F2/(TJ 0-TL)
नोट्स.
J हा भाराखाली असलेल्या मोटर रोटरच्या रोटेशनल इनरसिया दर्शवतो.
q हा प्रत्येक पायरीचा रोटेशन कोन आहे, जो स्टेपर मोटरचा स्टेप कोन आहे
संपूर्ण ड्राइव्हचे प्रकरण.
मंदावण्याच्या ऑपरेशनमध्ये, वरील प्रवेग पल्स फ्रिक्वेन्सी उलट करा जी
गणना केली.
०६ स्टेपर मोटरचे कंपन आणि आवाज
साधारणपणे सांगायचे तर, नो-लोड ऑपरेशनमध्ये स्टेपर मोटर, जेव्हा मोटर ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सीमोटर रोटरच्या अंतर्निहित वारंवारता प्रतिध्वनीत होईल, गंभीर इच्छाशक्तीस्टेपच्या बाहेरची घटना घडते.
अनुनादासाठी अनेक उपाय:
अ. कंपन क्षेत्र टाळा: जेणेकरून मोटरची ऑपरेटिंग वारंवारता आत येणार नाहीकंपन श्रेणी
ब. उपविभाग ड्राइव्ह मोड स्वीकारा: कंपन कमी करण्यासाठी मायक्रो-स्टेप ड्राइव्ह मोड वापरा
प्रत्येक पायरीचे रिझोल्यूशन वाढवण्यासाठी मूळ एका पायरीचे अनेक पायऱ्यांमध्ये विभाजन करणे
मोटर स्टेप. मोटरच्या फेज ते करंट गुणोत्तर समायोजित करून हे साध्य करता येते.
मायक्रोस्टेपिंगमुळे स्टेप अँगलची अचूकता वाढत नाही, परंतु मोटर अधिक चालते.
सहजतेने आणि कमी आवाजासह. अर्ध-चरण ऑपरेशनसाठी टॉर्क साधारणपणे १५% कमी असतो
पूर्ण-चरण ऑपरेशनपेक्षा आणि साइन वेव्ह करंट नियंत्रणासाठी 30% कमी.
पोस्ट वेळ: नोव्हेंबर-०९-२०२२