Motori passo-passopò esse adupratu per u cuntrollu di a velocità è u cuntrollu di u pusizionamentu senza l'usu di dispositivi di feedback (vale à dì u cuntrollu in ciclu apertu), dunque sta suluzione di guida hè à tempu ecunomica è affidabile. In l'apparecchiature di automatizazione, i strumenti, l'azionamentu stepper hè statu assai utilizatu. Ma parechji utilizatori di u persunale tecnicu nantu à cumu sceglie u mutore stepper adattatu, cumu ottene a megliu prestazione di l'azionamentu stepper o anu più dumande. Questu articulu discute a selezzione di i mutori stepper, fucalizendu nantu à l'applicazione di qualchì sperienza ingegneristica di i mutori stepper, spergu chì a pupularizazione di i mutori stepper in l'apparecchiature di automatizazione ghjoca un rolu in riferimentu.
1. Introduzione dimutore passu à passu
U mutore stepper hè ancu cunnisciutu cum'è mutore à impulsi o mutore passu à passu. Avanza di un certu angulu ogni volta chì u statu d'eccitazione hè cambiatu secondu u signale d'impulsu d'entrata, è ferma stazionariu in una certa pusizione quandu u statu d'eccitazione ferma invariatu. Questu permette à u mutore passu à passu di cunvertisce u signale d'impulsu d'entrata in un spustamentu angulare currispundente per l'uscita. Cuntrullendu u numeru d'impulsi d'entrata pudete determinà accuratamente u spustamentu angulare di l'uscita per ottene u megliu pusizionamentu; è cuntrullendu a frequenza di l'impulsi d'entrata pudete cuntrullà accuratamente a velocità angulare di l'uscita è ottene u scopu di a regulazione di a velocità. À a fine di l'anni 1960, hè nata una varietà di mutori passu à passu pratichi, è l'ultimi 40 anni anu vistu un rapidu sviluppu. I mutori passu à passu sò stati capaci di motori DC, motori asincroni, è ancu motori sincroni à fiancu, diventendu un tipu basicu di mutore. Ci sò trè tippi di mutori passu à passu: reattivu (tipu VR), magnete permanente (tipu PM) è ibridu (tipu HB). U mutore passu à passu ibridu combina i vantaghji di e prime duie forme di mutore passu à passu. U mutore stepper hè custituitu da un rotore (nucleu di u rotore, magneti permanenti, arbre, cuscinetti à sfera), un statore (avvolgimentu, nucleu di u statore), tappi terminali anteriori è posteriori, ecc. U mutore stepper ibridu bifase più tipicu hà un statore cù 8 denti grandi, 40 denti chjuchi è un rotore cù 50 denti chjuchi; un mutore trifase hà un statore cù 9 denti grandi, 45 denti chjuchi è un rotore cù 50 denti chjuchi.
2. Principiu di cuntrollu
Umutore passu à passuÙn pò esse cunnessu direttamente à l'alimentazione, nè pò riceve direttamente signali d'impulsi elettrici, deve esse realizatu per mezu di una interfaccia speciale - u driver di u mutore stepper per interagisce cù l'alimentazione è u controller. U driver di u mutore stepper hè generalmente cumpostu da un distributore d'anellu è un circuitu amplificatore di putenza. U divisore d'anellu riceve i signali di cuntrollu da u controller. Ogni volta chì un signale d'impulsu hè ricevutu, l'uscita di u divisore d'anellu hè cunvertita una volta, dunque a presenza o l'assenza è a frequenza di u signale d'impulsu ponu determinà se a velocità di u mutore stepper hè alta o bassa, accelerendu o decelerendu per inizià o fermà. U distributore d'anellu deve ancu monitorà u signale di direzzione da u controller per determinà se e so transizioni di statu di uscita sò in ordine pusitivu o negativu, è cusì determinà a sterzata di u mutore stepper.
3, Parametri principali
①Numeru di bloccu: principalmente 20, 28, 35, 42, 57, 60, 86, ecc.
② Numeru di fase: u numeru di bobine in u mutore stepper, u numeru di fase di u mutore stepper generalmente hà duie fasi, trè fasi, cinque fasi. A Cina usa principalmente mutori stepper duie fasi, trifasi hà ancu alcune applicazioni. U Giappone usa più spessu mutori stepper cinque fasi
③ Angulu di passu: currispondente à un signale impulsivu, u spustamentu angulare di a rotazione di u rotore di u mutore. A formula di calculu di l'angulu di passu di u mutore stepper hè a seguente
Angulu di passu = 360° ÷ (2mz)
m u numeru di fasi di un mutore stepper
Z u numeru di denti di u rotore di un mutore passu à passu.
Sicondu a formula sopra, l'angulu di passu di i motori stepper bifase, trifase è pentafase hè rispettivamente di 1,8°, 1,2° è 0,72°.
④ Coppia di mantenimentu: hè a coppia di l'avvolgimentu di u statore di u mutore per via di a corrente nominale, ma u rotore ùn gira micca, u statore blocca u rotore. A coppia di mantenimentu hè u parametru u più impurtante di i motori stepper, è hè a basa principale per a selezzione di u mutore.
⑤ Coppia di pusizionamentu: hè a coppia necessaria per fà girà u rotore cù una forza esterna quandu u mutore ùn passa micca corrente. A coppia hè unu di l'indicatori di prestazione per valutà u mutore, in u casu di altri parametri chì sò listessi, più chjuca hè a coppia di pusizionamentu significa chì l'"effettu slot" hè più chjucu, più benefica hè a fluidità di u mutore chì funziona à bassa velocità. Caratteristiche di frequenza di coppia: si riferisce principalmente à e caratteristiche di frequenza di coppia allungata, u funziunamentu stabile di u mutore à una certa velocità pò sustene a coppia massima senza perde u passu. A curva di frequenza di u mumentu hè aduprata per discrive a relazione trà a coppia massima è a velocità (frequenza) senza perdita di passu. A curva di frequenza di coppia hè un parametru impurtante di u mutore stepper è hè a basa principale per a selezzione di u mutore.
⑥ Corrente nominale: a corrente di l'avvolgimentu di u mutore necessaria per mantene a coppia nominale, u valore efficace
4. Selezzione di punti
L'applicazioni industriali aduprate in a velocità di u mutore stepper finu à 600 ~ 1500 giri/min, una velocità più alta, pudete cunsiderà un azionamentu di mutore stepper in circuitu chjusu, o sceglie un prugramma di servoazionamentu più adattatu per i passi di selezzione di u mutore stepper (vede a figura sottu).
(1) Scelta di l'angulu di u passu
Sicondu u numeru di fasi di u mutore, ci sò trè tippi d'angulu di passu: 1,8° (bifase), 1,2° (trifase), 0,72° (cinquefase). Benintesa, l'angulu di passu à cinque fasi hà a più alta precisione, ma u so mutore è u so driver sò più cari, dunque hè raramente adupratu in Cina. Inoltre, i driver stepper mainstream utilizanu avà a tecnulugia di guida di suddivisione, in 4 suddivisioni sottu, a precisione di l'angulu di passu di suddivisione pò ancu esse garantita, dunque se l'indicatori di precisione di l'angulu di passu sò solu da a cunsiderazione, u mutore stepper à cinque fasi pò esse rimpiazzatu da un mutore stepper bifase o trifase. Per esempiu, in l'applicazione di qualchì tipu di piombu per un caricu di vite di 5 mm, se si usa un mutore passu à duie fasi è u driver hè impostu à 4 suddivisioni, u numeru di impulsi per rivoluzione di u mutore hè 200 x 4 = 800, è l'equivalente di l'impulsu hè 5 ÷ 800 = 0,00625 mm = 6,25 μm, sta precisione pò risponde à a maiò parte di i requisiti di l'applicazione.
(2) Selezzione di coppia statica (coppia di mantenimentu)
I meccanismi di trasmissione di carica cumunimenti usati includenu cinghie sincrone, barre di filamentu, cremagliera è pignone, ecc. I clienti calculanu prima u so caricu di macchina (principalmente coppia di accelerazione più coppia di attritu) cunvertita in a coppia di carica necessaria nantu à l'arburu di u mutore. Dopu, secondu a velocità massima di funziunamentu richiesta da i fiori elettrici, i seguenti dui casi d'usu diversi per sceglie a coppia di tenuta adatta di u mutore stepper ① per l'applicazione di a velocità di u mutore richiesta di 300pm o menu: se u caricu di a macchina hè cunvertitu in a coppia di carica necessaria di l'arburu di u mutore T1, allora sta coppia di carica hè multiplicata per un fattore di sicurezza SF (generalmente pigliatu cum'è 1.5-2.0), vale à dì, a coppia di tenuta di u mutore stepper Tn ②2 per Per applicazioni chì richiedenu una velocità di u mutore di 300pm o più: impostate a velocità massima Nmax, se u caricu di a macchina hè cunvertitu in l'arburu di u mutore, a coppia di carica necessaria hè T1, allora sta coppia di carica hè multiplicata per un fattore di sicurezza SF (di solitu 2.5-3.5), chì dà a coppia di tenuta Tn. Riferitevi à a Figura 4 è selezziunate un mudellu adattatu. Dopu, aduprate a curva mumentu-frequenza per verificà è paragunà: nantu à a curva mumentu-frequenza, a velocità massima Nmax necessaria da l'utente currisponde à a coppia massima di passu persa di T2, allora a coppia massima di passu persa T2 deve esse più di u 20% più grande di T1. Altrimenti, hè necessariu selezziunà un novu mutore cù una coppia più grande, è verificà è paragunà di novu secondu a curva di frequenza di coppia di u mutore appena sceltu.
(3) Più grande hè u numeru di basa di u mutore, più grande hè a coppia di tenuta.
(4) secondu a corrente nominale per selezziunà u driver stepper currispundente.
Per esempiu, a corrente nominale di un mutore 57CM23 hè 5A, allora currisponde à a corrente massima permessa di l'azionamentu di più di 5A (nota chì hè u valore efficace piuttostu chè u piccu), altrimenti se sceglite una corrente massima di solu 3A, a coppia massima di uscita di u mutore pò esse solu circa 60%!
5, sperienza d'applicazione
(1) prublema di risonanza à bassa frequenza di u mutore stepper
L'azionamentu stepper di suddivisione hè un modu efficace per riduce a risonanza di bassa frequenza di i motori stepper. Sottu à 150 giri/min, l'azionamentu di suddivisione hè assai efficace per riduce a vibrazione di u mutore. Teoricamente, più grande hè a suddivisione, megliu hè l'effettu nantu à a riduzione di a vibrazione di u mutore stepper, ma a situazione attuale hè chì a suddivisione aumenta à 8 o 16 dopu chì l'effettu di miglioramentu nantu à a riduzione di a vibrazione di u mutore stepper hà righjuntu l'estremu.
In l'ultimi anni, ci sò stati driver stepper anti-risonanza à bassa frequenza listati in casa è à l'esteru, a serie di prudutti DM, DM-S di Leisai, a tecnulugia di risonanza anti-bassa frequenza. Sta serie di driver usa a compensazione armonica, attraversu a compensazione di currispundenza di l'ampiezza è di a fase, pò riduce assai a vibrazione à bassa frequenza di u mutore stepper, per ottene un funziunamentu à bassa vibrazione è à bassu rumore di u mutore.
(2) L'impattu di a suddivisione di u mutore stepper nantu à a precisione di pusizionamentu
U circuitu di guida di a suddivisione di u mutore stepper ùn pò micca solu migliurà a fluidità di u muvimentu di u dispusitivu, ma pò ancu migliurà efficacemente a precisione di pusizionamentu di l'equipaggiu. I testi mostranu chì: In a piattaforma di muvimentu di trasmissione à cinghia sincrona, a suddivisione di u mutore stepper 4, u mutore pò esse pusizionatu currettamente à ogni passu.
Data di publicazione: 11 di ghjugnu 2023