Askelmoottoriohjain - laite, tyypit ja ominaisuudet

Askelmoottoreita käytetään nykyään monissa teollisissa sovelluksissa. Tämän tyyppiset moottorit erottuvat siitä, että ne mahdollistavat työkappaleen korkean paikannustarkkuuden verrattuna muuntyyppisiin moottoreihin. On selvää, että askelmoottorin toiminta edellyttää tarkkaa automaattista ohjausta. Tätä tarkoitusta varten ne toimivat askelmoottorin ohjaimina varmistaen sähkökäyttöjen jatkuvan ja tarkan toiminnan eri tarkoituksiin.

Karkeasti ottaen askelmoottorin toimintaperiaate voidaan kuvata seuraavasti. Jokainen askelmoottorin roottorin täysi kierros koostuu useista vaiheista. Suurin osa askelmoottoreista on suunniteltu 1,8 asteen askelmille, ja niissä on 200 askelta per täysi kierros. Taajuusmuuttaja muuttaa askelkohtaansa, kun syöttöjännite syötetään tiettyyn staattorikäämiin. Pyörimissuunta riippuu kelan virran suunnasta.

Seuraava vaihe on sammuttaa ensimmäinen käämi, virta syötetään toiseen ja niin edelleen, minkä seurauksena jokaisen käämin työstön jälkeen roottori pyörii täydellisesti. Mutta tämä on karkea kuvaus, itse asiassa algoritmit ovat hieman monimutkaisempia ja tästä keskustellaan myöhemmin.

Askelmoottorin ohjausalgoritmit

Askelmoottorin ohjaus voidaan toteuttaa jollakin neljästä perusalgoritmista: muuttuva vaihekytkentä, vaiheen limitysohjaus, puoliaskelohjaus tai mikroaskelohjaus.

Ensimmäisessä tapauksessa millä tahansa ajanhetkellä vain yksi vaihe saa tehoa, ja moottorin roottorin tasapainopisteet kussakin vaiheessa osuvat yhteen tärkeimpien tasapainopisteiden kanssa - navat ovat selkeästi määriteltyjä.

Vaiheen päällekkäisyyden säätö mahdollistaa roottorin siirtymisen staattorin napojen välisiin asentoihin, mikä lisää vääntömomenttia 40 % verrattuna ei-vaiheen limitysohjaukseen. Kaltevuuskulma säilyy, mutta lukitusasentoa siirretään - se sijaitsee staattorin napojen harjojen välissä. Näitä kahta ensimmäistä algoritmia käytetään sähkölaitteissa, joissa ei vaadita erittäin suurta tarkkuutta.

Puoliaskelohjaus on yhdistelmä kahdesta ensimmäisestä algoritmista: yksi vaihe (käämitys) tai kaksi saavat virtaa askeleelta. Askelkoko puolittuu, paikannustarkkuus on suurempi ja mekaanisen resonanssin todennäköisyys moottorissa pienenee.

Ja lopuksi mikrotason tila.Tässä vaiheiden virta muuttuu suuruudeltaan niin, että roottorin kiinnityksen paikka askelta kohti putoaa napojen väliseen pisteeseen ja riippuen samanaikaisesti kytkettyjen vaiheiden virtojen suhteesta, tällaisia ​​vaiheita voidaan saada useita. Säätämällä virtojen suhdetta, säätämällä työsuhteiden lukumäärää saadaan mikroaskel - roottorin tarkin asento.

Katso lisätietoja kaavioista täältä: Askelmoottorin ohjaus

Askelmoottorin kuljettaja

Toteuttaaksesi valitun algoritmin käytännössä, toteuta askelmoottoriohjain… Ajuri sisältää virtalähteen ja ohjainosan.

Kuljettajan voimaosa on puolijohdetehovahvistin, jonka tehtävänä on muuntaa vaiheisiin syötetyt virtapulssit roottorin liikkeiksi: yksi pulssi - yksi tarkka askel tai mikroaste.

Virran suunta ja suuruus — askeleen suunta ja koko eli tehoyksikön tehtävänä on syöttää tietyn suuruinen ja suuntainen virta vastaavaan staattorikäämitykseen, pitää tätä virtaa jonkin aikaa, ja myös virran kytkemiseen nopeasti päälle ja pois, jotta laitteen nopeus ja teho vastaavat käsillä olevaa tehtävää.

Mitä täydellisempi käyttömekanismin teho-osa on, sitä suurempi vääntömomentti voidaan saada akselille. Yleisesti ottaen askelmoottoreiden ja niiden ajureiden kehittämisen kehityssuunta on saada merkittävä käyttömomentti pienikokoisista, erittäin tarkoista moottoreista ja samalla ylläpitää korkea hyötysuhde.

Askelmoottorin ohjain

Askelmoottoriohjain on älykäs osa järjestelmää, joka yleensä tehdään uudelleenohjelmoitavan mikro-ohjaimen pohjalta. Ohjain on vastuussa siitä, mihin aikaan, mihin kelaan, kuinka kauan ja kuinka paljon virtaa syötetään. Ohjain ohjaa kuljettajan voimayksikön toimintaa.

Edistyneet ohjaimet on kytketty tietokoneeseen ja niitä voidaan säätää reaaliajassa tietokoneen avulla. Mahdollisuus ohjelmoida mikro-ohjain toistuvasti uudelleen vapauttaa käyttäjän tarpeesta ostaa uusi ohjain joka kerta, kun tehtävää säädetään - riittää, että konfiguroidaan uudelleen, tämä on joustavuus, ohjain voidaan helposti ohjelmoida uudelleen uusien toimintojen suorittamiseksi. .

Nykyään markkinoilla on laaja valikoima eri valmistajien askelmoottoriohjaimia, joissa on laajennettavia ominaisuuksia. Ohjelmoitavat ohjaimet edellyttävät ohjelmien tallentamista, ja osa sisältää ohjelmoitavia logiikkalohkoja, joilla voidaan joustavasti konfiguroida askelmoottorin ohjauksen algoritmi tiettyä teknologista prosessia varten.

Ohjaimen ominaisuudet

Askelmoottorin ohjaus ohjaimella mahdollistaa suuren tarkkuuden jopa 20 000 mikroaskeleen kierrosta kohti. Lisäksi hallintaa voidaan suorittaa sekä suoraan tietokoneelta että laitteeseen ommellun ohjelman avulla tai muistikortilta olevan ohjelman kautta. Jos parametrit muuttuvat tehtävän suorittamisen aikana, tietokone voi kysellä antureita, seurata muuttuvia parametreja ja muuttaa nopeasti askelmoottorin toimintatilaa.

Kaupallisesti saatavilla on askelmoottorin ohjauslohkoja, jotka on liitetty: virtalähteeseen, ohjauspainikkeisiin, kellolähteeseen, askelpotentiometriin jne. Tällaisten lohkojen avulla voit nopeasti integroida askelmoottorin laitteistoon toistuvien syklisten tehtävien suorittamiseksi manuaalisella tai automaattisella ohjauksella. ... Mahdollisuus synkronoida ulkoisten laitteiden kanssa ja tuki automaattiselle käynnistykselle, sammutukselle ja ohjaukselle on askelmoottorin ohjausyksikön kiistaton etu.

Laitetta voidaan ohjata suoraan tietokoneelta, jos haluat esimerkiksi ajaa ohjelmaa CNC-koneelle, tai manuaalisessa tilassa ilman ulkoista lisäohjausta, eli autonomisesti, kun askelmoottorin akselin pyörimissuunta asetetaan peruutusanturilla ja nopeutta ohjataan potentiometrillä. Ohjauslaite valitaan käytettävän askelmoottorin parametrien mukaan.

Tavoitteen luonteesta riippuen valitaan askelmoottorin ohjausmenetelmä. Jos sinun on määritettävä yksinkertainen pienitehoinen sähkökäyttöinen ohjaus, jossa yksi pulssi syötetään yhteen staattorikäämiin joka kerta: täydessä kierrossa sanotaan 48 askelta, jolloin roottori liikkuu 7,5 astetta jokaisella askeleella. Yksipulssitila on hyvä tässä tapauksessa.

Suuremman vääntömomentin saavuttamiseksi käytetään kaksoispulssia - se syötetään kahteen vierekkäiseen kelaan samanaikaisesti pulssia kohden. Ja jos tarvitaan 48 askelta täyteen kierrokseen, tarvitaan taas 48 tällaista kaksoispulssia, joista jokainen johtaa 7,5 astetta, mutta 40 % suuremmalla vääntömomentilla kuin yksipulssitilassa.Yhdistämällä nämä kaksi menetelmää saat 96 pulssia jakamalla portaat – saat 3,75 astetta askelta kohti – tämä on yhdistetty (puoliaskel) ohjaustila.