Täiturmehhanisminaastmeline mootoron üks mehhatroonika võtmetooteid, mida kasutatakse laialdaselt erinevates automatiseerimisjuhtimissüsteemides. Mikroelektroonika ja arvutitehnoloogia arenguga suureneb nõudlus astmemootorite järele iga päevaga ning neid kasutatakse erinevates rahvamajanduse valdkondades.
01 Mis onastmeline mootor
Samm-mootor on elektromehaaniline seade, mis muundab elektriimpulsid otse mehaaniliseks liikumiseks. Mootori mähisele rakendatavate elektriimpulsside järjestuse, sageduse ja arvu juhtimise abil saab juhtida samm-mootori juhtimist, kiirust ja pöördenurka. Ilma suletud ahelaga tagasiside juhtimissüsteemita koos positsioonianduritega saab täpse positsiooni ja kiiruse juhtimise saavutada lihtsa ja odava avatud ahelaga juhtimissüsteemi abil, mis koosneb samm-mootorist ja sellega kaasnevast ajamist.
02 astmeline mootorpõhistruktuur ja tööpõhimõte
Põhistruktuur:
Tööpõhimõte: astmemootori juht juhib välise juhtimpulsi ja suunasignaali abil oma sisemise loogikaahela kaudu astmemootori mähiseid teatud ajastusjärjestuses edasi- või tagasivoolu suunas, nii et mootor pöörleb edasi/tagasi või lukustub.
Võtame näiteks 1,8-kraadise kahefaasilise samm-mootori: kui mõlemad mähised on pingestatud ja ergastatud, on mootori väljundvõll paigal ja lukustatud oma asendisse. Maksimaalne pöördemoment, mis hoiab mootori nimivoolu juures lukustatuna, on hoidemoment. Kui ühe mähise vool suunatakse ümber, pöörleb mootor antud suunas ühe sammu (1,8 kraadi) võrra.
Samamoodi, kui teise mähise vool muudab suunda, pöörleb mootor ühe sammu (1,8 kraadi) võrra vastassuunas. Kui mähisemähiste läbivad voolud suunatakse järjestikku ergutusse, pöörleb mootor pideva sammuga antud suunas väga suure täpsusega. Kahefaasilise astmemootori 1,8 kraadise pöörde saavutamiseks kulub nädala jooksul 200 sammu.
Kahefaasilistel astmemootoritel on kahte tüüpi mähiseid: bipolaarsed ja unipolaarsed. Bipolaarsetel mootoritel on ainult üks mähis faasi kohta, mootori pidev pöörlemine tekitab voolu samas mähises, et tagada järjestikku muudetav ergutus, ning ajami ahela konstruktsioon nõuab järjestikuseks lülitamiseks kaheksat elektroonilist lülitit.
Unipolaarsetel mootoritel on igas faasis kaks vastaspolaarsusega mähist ja mootor
pöörleb pidevalt, pingestades vaheldumisi kahte samal faasil olevat mähispooli.
Ajami vooluring on konstrueeritud nii, et see vajab ainult nelja elektroonilist lülitit. Bipolaarses režiimis
sõidurežiimis suureneb mootori väljundmoment umbes 40% võrreldes
unipolaarne ajamirežiim, kuna iga faasi mähised on 100% ergastatud.
03, astmemootori koormus
A. Momentkoormus (Tf)
Tf = G * r
G: Koorma kaal
r: raadius
B. Inertskoormus (TJ)
TJ = J * dw/dt
J = M * (R12 + R22) / 2 (kg * cm)
M: Koorma mass
R1: Välisrõnga raadius
R2: Sisemise rõnga raadius
dω/dt: Nurkkiirendus
04, astmelise mootori kiiruse-pöördemomendi kõver
Kiiruse-pöördemomendi kõver on astmelise väljundkarakteristikute oluline väljendus.
mootorid.
A. Samm-mootori töösageduspunkt
Samm-mootori kiiruse väärtus teatud punktis.
n = q * Hz / (360 * D)
n: pööret sekundis
Hz: sageduse väärtus
D: Ajamiahela interpolatsiooni väärtus
q: astmemootori astmenurk
Näiteks astmeline mootor, mille sammunurk on 1,8° ja millel on 1/2 interpolatsiooniajam.(st 0,9° sammu kohta), on kiirusega 1,25 r/s töösagedusel 500 Hz.
B. Samm-mootori isekäivitusala
Ala, kus astmemootorit saab otse käivitada ja peatada.
C. Pideva töö ala
Selles piirkonnas ei saa astmemootorit otse käivitada ega peatada. Astmemootoridsee ala peab esmalt läbima isestartimise ala ja seejärel kiirendama, et jõudatööpiirkond. Samamoodi ei saa selles piirkonnas asuvat astmemootorit otse pidurdada,vastasel juhul on samm-mootori astmelt väljalangemine lihtne, tuleb see kõigepealt aeglustadaisekäivitusalasse ja seejärel pidurdada.
D. Samm-mootori maksimaalne käivitussagedus
Mootori koormuseta olek, et tagada astmelise mootori astmelise töö katkematusMaksimaalne impulsi sagedus.
E. Samm-mootori maksimaalne töösagedus
Maksimaalne impulsisagedus, millega mootor ergastub töötama ilma sammu kaotamatakoormuseta.
F. Samm-mootori käivitusmoment / sissetõmbemoment
Et kohtuda astmelise mootoriga teatud impulsi sagedusel, et see käivituks ja tööle hakkaks, ilma et seemaksimaalse koormusmomendi kaotamise sammud.
G. Samm-mootori töömoment/sissetõmbemoment
Maksimaalne koormusmoment, mis rahuldab astmemootori stabiilset töödteatud impulsisagedus ilma sammu kadumiseta.
05 Samm-mootori kiirenduse/aeglustuse liikumise juhtimine
Kui astmelise mootori töösageduse punkt on pideva kiiruse-pöördemomendi kõveraltööpiirkond, kuidas lühendada mootori käivitamise või peatamise kiirendust või aeglustustaega, nii et mootor töötab kauem parimal kiirusel, suurendades seeläbiMootori efektiivne tööaeg on väga oluline.
Nagu alloleval joonisel näidatud, on astmelise mootori dünaamilise pöördemomendi karakteristik kõvermadalal kiirusel horisontaalne sirge; suurel kiirusel väheneb kõver eksponentsiaalseltinduktiivsuse mõju tõttu.
Me teame, et astmemootori koormus on TL, oletame, et tahame kiirendada F0-lt F1-lelühim aeg (tr), kuidas arvutada lühimat aega tr?
(1) Tavaliselt on TJ = 70% Tm-st
(2) tr = 1,8 * 10⁻⁶ * J * q * (F1-F0)/(TJ -TL)
(3) F (t) = (F1-F0) * t/tr + F0, 0
B. Eksponentsiaalne kiirendus suurel kiirusel
(1) Tavaliselt
TJ0 = 70% Tm0
TJ1 = 70% Tm1
TL = 60% Tm1
(2)
tr = F4 * [(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)
Märkmed.
J näitab mootori rootori pöörlemisinertsi koormuse all.
q on iga astme pöördenurk, mis on astmemootori astmenurk
kogu draivi puhul.
Aeglustusoperatsioonis saab ülaltoodud kiirendusimpulsi sagedust lihtsalt ümber pöörata
arvutatud.
06 astmemootori vibratsioon ja müra
Üldiselt on astmeline mootor koormuseta töötamisel, kui mootori töösagedus onon mootori rootori omasagedusega lähedal või sellega võrdne, resoneerub tõsine taheesineda astmest väljas nähtust.
Resonantsi lahendamiseks on mitu lahendust:
A. Vältige vibratsioonitsooni: nii et mootori töösagedus ei langeksvibratsioonivahemik
B. Võtke kasutusele jaotusrežiimi ajamirežiim: vibratsiooni vähendamiseks kasutage mikroastmelist ajamirežiimi
jagades algse ühe sammu mitmeks sammuks, et suurendada iga sammu eraldusvõimet
mootori samm. Seda saab saavutada mootori faasi ja voolu suhte reguleerimisega.
Mikrosamm ei suurenda sammunurga täpsust, kuid paneb mootori kiiremini tööle.
sujuvalt ja väiksema müraga. Pöördemoment on poole astmelise töö korral üldiselt 15% madalam.
kui täisastmelise töö korral ja 30% madalam siinusvoolu juhtimise korral.
Postituse aeg: 09.11.2022