अॅक्ट्युएटर म्हणून,स्टेपर मोटरमेकाट्रॉनिक्सच्या प्रमुख उत्पादनांपैकी एक असून, त्याचा वापर विविध स्वयंचलित नियंत्रण प्रणालींमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स आणि संगणक तंत्रज्ञानाच्या विकासामुळे स्टेपर मोटर्सची मागणी दिवसेंदिवस वाढत आहे आणि त्यांचा उपयोग विविध राष्ट्रीय आर्थिक क्षेत्रांमध्ये केला जातो.
०१ अ म्हणजे कायस्टेपर मोटर
स्टेपर मोटर हे एक विद्युत-यांत्रिक उपकरण आहे जे विद्युत स्पंदांचे थेट यांत्रिक गतीमध्ये रूपांतर करते. मोटर कॉइलला दिलेल्या विद्युत स्पंदांचा क्रम, वारंवारता आणि संख्या नियंत्रित करून, स्टेपर मोटरचे दिशादर्शन, वेग आणि फिरण्याचा कोन नियंत्रित केला जाऊ शकतो. स्थिती संवेदनासह क्लोज्ड-लूप फीडबॅक नियंत्रण प्रणालीचा वापर न करता, स्टेपर मोटर आणि तिच्यासोबतच्या ड्रायव्हरने बनलेल्या एका साध्या, कमी खर्चाच्या ओपन-लूप नियंत्रण प्रणालीचा वापर करून अचूक स्थिती आणि वेग नियंत्रण साध्य केले जाऊ शकते.
02 स्टेपर मोटरमूलभूत रचना आणि कार्यप्रणाली
मूलभूत रचना:
कार्यप्रणाली: स्टेपर मोटर ड्रायव्हर बाह्य नियंत्रण पल्स आणि दिशा सिग्नलनुसार, त्याच्या अंतर्गत लॉजिक सर्किटद्वारे, एका विशिष्ट वेळेच्या क्रमाने स्टेपर मोटरच्या विंडिंग्जला पुढे किंवा मागे ऊर्जा देऊन नियंत्रित करतो, जेणेकरून मोटर पुढे/मागे फिरेल किंवा लॉक होईल.
१.८ डिग्री टू-फेज स्टेपर मोटरचे उदाहरण घेऊया: जेव्हा दोन्ही विंडिंग्जमध्ये वीजप्रवाह चालू असतो, तेव्हा मोटरचा आउटपुट शाफ्ट स्थिर राहतो आणि एकाच स्थितीत लॉक होतो. मोटरला रेटेड करंटवर लॉक करून ठेवणाऱ्या कमाल टॉर्कला होल्डिंग टॉर्क म्हणतात. जर एका विंडिंगमधील करंटची दिशा बदलली, तर मोटर एका विशिष्ट दिशेने एक स्टेप (१.८ डिग्री) फिरेल.
त्याचप्रमाणे, जर दुसऱ्या विंडिंगमधील प्रवाहाची दिशा बदलली, तर मोटर पूर्वीच्या दिशेच्या विरुद्ध दिशेने एक पाऊल (१.८ अंश) फिरेल. जेव्हा कॉइल विंडिंगमधून जाणारे प्रवाह एकामागून एक उत्तेजनाकडे वळवले जातात, तेव्हा मोटर दिलेल्या दिशेने अत्यंत अचूकतेने एका सलग टप्प्यात फिरेल. टू-फेज स्टेपर मोटरला एका आठवड्यात १.८ अंश फिरण्यासाठी २०० पावले लागतात.
टू-फेज स्टेपर मोटर्समध्ये बायपोलर आणि युनिपोलर अशा दोन प्रकारच्या विंडिंग्ज असतात. बायपोलर मोटर्समध्ये प्रत्येक फेजसाठी फक्त एकच विंडिंग कॉइल असते. मोटरच्या सतत फिरण्यासाठी, त्याच कॉइलमधील प्रवाहाद्वारे क्रमिकरित्या बदलणारे उत्तेजन (sequentially variable excitation) दिले जाते. ड्राइव्ह सर्किटच्या डिझाइनमध्ये क्रमिक स्विचिंगसाठी आठ इलेक्ट्रॉनिक स्विचेसची आवश्यकता असते.
युनिपोलर मोटर्समध्ये प्रत्येक फेजवर विरुद्ध ध्रुवीयतेच्या दोन विंडिंग कॉइल्स असतात आणि मोटर
एकाच फेजवर दोन विंडिंग कॉइल्सना आळीपाळीने ऊर्जा देऊन ते सतत फिरते.
ड्राइव्ह सर्किटची रचना अशी केली आहे की त्यासाठी फक्त चार इलेक्ट्रॉनिक स्विचेस लागतील. बायपोलरमध्ये
ड्राइव्ह मोडमध्ये, मोटरचा आउटपुट टॉर्क मागील तुलनेत सुमारे ४०% ने वाढतो.
युनिपोलर ड्राइव्ह मोड कारण प्रत्येक फेजच्या वाइंडिंग कॉइल्स 100% उत्तेजित असतात.
०३, स्टेपर मोटर लोड
अ. मोमेंट लोड (Tf)
Tf = G * r
जी: भार वजन
r: त्रिज्या
ब. जडत्व भार (टीजे)
TJ = J * dw/dt
J = M * (R12+R22) / 2 (किलो * सेमी)
M: भार वस्तुमान
R1: बाह्य कड्याची त्रिज्या
R2: आतील कड्याची त्रिज्या
dω/dt: कोनीय त्वरण
०४, स्टेपर मोटरचा वेग-टॉर्क वक्र
वेग-टॉर्क वक्र हा स्टेपरच्या आउटपुट वैशिष्ट्यांचा एक महत्त्वाचा निर्देशक आहे.
मोटर्स.
अ. स्टेपर मोटर ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सी पॉइंट
एका विशिष्ट बिंदूवर स्टेपर मोटरच्या वेगाचे मूल्य.
n = q * Hz / (360 * D)
n: rev/sec
Hz: वारंवारता मूल्य
डी: ड्राइव्ह सर्किट इंटरपोलेशन मूल्य
q: स्टेपर मोटर स्टेप अँगल
उदाहरणार्थ, १.८° पिच अँगल असलेली स्टेपर मोटर, १/२ इंटरपोलेशन ड्राइव्हसह(म्हणजे, 0.9° प्रति पायरी), 500 Hz च्या ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सीवर 1.25 r/s चा वेग आहे.
ब. स्टेपर मोटर स्वयं-प्रारंभ क्षेत्र
ज्या ठिकाणी स्टेपर मोटर थेट सुरू आणि बंद करता येते.
सी. सतत कार्यरत क्षेत्र
या भागात स्टेपर मोटर थेट सुरू किंवा बंद करता येत नाही. स्टेपर मोटर्समध्येया भागाला प्रथम सेल्फ-स्टार्ट एरियामधून जावे लागेल आणि नंतर पोहोचण्यासाठी वेग वाढवावा लागेल.कार्यक्षेत्र. त्याचप्रमाणे, या क्षेत्रातील स्टेपर मोटरला थेट ब्रेक लावता येत नाही.नाहीतर स्टेपर मोटरचा ताल बिघडवणे सोपे आहे, त्यासाठी प्रथम तिचा वेग कमी करणे आवश्यक आहे.स्वयं-प्रारंभ क्षेत्रात आणि नंतर ब्रेक लावला.
डी. स्टेपर मोटरची कमाल सुरुवातीची वारंवारता
मोटरची नो-लोड अवस्था, जेणेकरून स्टेपर मोटरचे स्टेप ऑपरेशन खंडित होणार नाही याची खात्री करता येते.कमाल स्पंद वारंवारता.
ई. स्टेपर मोटरची कमाल कार्यान्वयन वारंवारता
ज्या कमाल पल्स फ्रिक्वेन्सीवर मोटरला एकही स्टेप न गमावता चालवण्यासाठी उत्तेजित केले जाते.कोणत्याही भाराशिवाय.
एफ. स्टेपर मोटरचा स्टार्टिंग टॉर्क / पुल-इन टॉर्क
स्टेपर मोटरला एका विशिष्ट पल्स फ्रिक्वेन्सीमध्ये सुरू करून चालवण्यासाठी, त्याशिवायकमाल भार टॉर्कच्या पायऱ्या गमावणे.
जी. स्टेपर मोटरचा रनिंग टॉर्क/ड्रॉ-इन टॉर्क
स्टेपर मोटरच्या स्थिर कार्यासाठी आवश्यक असलेला कमाल लोड टॉर्कस्टेपमध्ये कोणताही व्यत्यय न येता विशिष्ट पल्स फ्रिक्वेन्सी.
०५ स्टेपर मोटरचे प्रवेग/अवरोधन गती नियंत्रण
जेव्हा सततच्या गती-टॉर्क वक्रामध्ये स्टेपर मोटरचा ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सी बिंदूकार्यक्षेत्र, मोटर सुरू करणे किंवा थांबवणे, प्रवेग किंवा मंदन कसे कमी करावेवेळ, जेणेकरून मोटर सर्वोत्तम गती स्थितीत जास्त वेळ चालेल, त्यामुळे वाढ होईलमोटरचा प्रभावी कार्यकाळ अत्यंत महत्त्वाचा असतो.
खालील आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे, स्टेपर मोटरचा डायनॅमिक टॉर्क वैशिष्ट्य वक्र आहेकमी वेगात असताना वक्र एक आडवी सरळ रेषा असते; जास्त वेगात असताना, वक्र घातांकी पद्धतीने कमी होतो.प्रेरकत्वाच्या प्रभावामुळे.
आपल्याला माहित आहे की स्टेपर मोटरचा लोड TL आहे, समजा आपल्याला F0 पासून F1 पर्यंत वेग वाढवायचा आहे.सर्वात कमी वेळ (tr), सर्वात कमी वेळ tr ची गणना कशी करावी?
(1) सामान्यतः, TJ = 70% Tm
(2) tr = 1.8 * 10 -5 * J * q * (F1-F0)/(TJ -TL)
(३) F (t) = (F1-F0) * t/tr + F0, 0
ब. उच्च वेगाच्या परिस्थितीत घातांकीय त्वरण
(1) सामान्यतः
TJ0 = 70%Tm0
TJ1 = ७०%Tm1
टीएल = ६०% टीएम१
(2)
tr = F4 * In [(TJ 0-TL)/(TJ 1-TL)]
(3)
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)
नोंदी.
J हे भाराखालील मोटर रोटरची परिभ्रमण जडत्व दर्शवते.
q हा प्रत्येक स्टेपचा फिरण्याचा कोन आहे, जो स्टेपर मोटरचा स्टेप कोन असतो.
संपूर्ण ड्राइव्हची केस.
मंदन प्रक्रियेमध्ये, फक्त वरील प्रवेग स्पंद वारंवारता उलट करता येते.
गणना केली.
०६ स्टेपर मोटर कंपन आणि आवाज
सर्वसाधारणपणे सांगायचे झाल्यास, स्टेपर मोटर नो-लोड ऑपरेशनमध्ये असताना, मोटरची ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सीमोटर रोटरच्या मूळ वारंवारतेच्या जवळपास किंवा समान असल्यास अनुनाद होईल, गंभीरविसंगत घटना घडणे.
अनुनादासाठी अनेक उपाय:
अ. कंपनाचे क्षेत्र टाळा: जेणेकरून मोटरची कार्य वारंवारता त्या क्षेत्रात येणार नाही.कंपन श्रेणी
ब. सबडिव्हिजन ड्राइव्ह मोडचा अवलंब करा: कंपन कमी करण्यासाठी मायक्रो-स्टेप ड्राइव्ह मोडचा वापर करा.
प्रत्येक टप्प्याचे रिझोल्यूशन वाढवण्यासाठी मूळ एका टप्प्याचे अनेक टप्प्यांमध्ये विभाजन करणे
मोटर स्टेप. मोटरच्या फेज ते करंट गुणोत्तराचे समायोजन करून हे साध्य करता येते.
मायक्रोस्टेपिंगमुळे स्टेप अँगलची अचूकता वाढत नाही, पण मोटर अधिक चालते.
सहजतेने आणि कमी आवाजात. हाफ-स्टेप ऑपरेशनसाठी टॉर्क साधारणपणे १५% कमी असतो.
फुल-स्टेप ऑपरेशनपेक्षा जास्त, आणि साइन वेव्ह करंट कंट्रोलसाठी ३०% कमी.
पोस्ट करण्याची वेळ: ०९-नोव्हेंबर-२०२२