Pagpili sa mga stepper motor sa mga kagamitan sa automation

Mga motor nga steppermahimong gamiton alang sa speed control ug positioning control nga walay paggamit sa feedback device (ie open-loop control), mao nga kining drive solution kay ekonomikanhon ug kasaligan. Sa mga kagamitan sa automation, mga instrumento, ang stepper drive kaylap nga gigamit. Apan daghang mga tiggamit sa teknikal nga mga personahe kung giunsa pagpili ang angay nga stepper motor, kung giunsa paghimo ang labing kaayo nga pasundayag sa stepper drive o adunay daghang mga pangutana. Kini nga papel naghisgot sa pagpili sa stepper motors, nga nagpunting sa paggamit sa pipila ka stepper motor engineering kasinatian, ako naglaum nga ang popularization sa stepper motors sa automation ekipo sa pagdula sa usa ka papel sa pakisayran.

 

1, Pagpaila sastepper motor

Ang stepper motor nailhan usab nga pulse motor o step motor. Nag-uswag kini sa usa ka piho nga anggulo sa matag higayon nga ang estado sa paghinam-hinam mabag-o sumala sa signal sa pulso sa input, ug nagpabilin nga wala’y hunong sa usa ka piho nga posisyon kung ang estado sa pagpukaw nagpabilin nga wala mausab. Gitugotan niini ang stepper motor nga mabag-o ang signal sa pulso sa input ngadto sa katugbang nga angular displacement alang sa output. Pinaagi sa pagkontrolar sa gidaghanon sa input pulses mahimo nimong tukma nga mahibal-an ang angular displacement sa output aron makab-ot ang pinakamaayo nga positioning; ug pinaagi sa pagkontrolar sa frequency sa input pulses mahimo nimong tukma nga makontrol ang angular speed sa output ug makab-ot ang katuyoan sa speed regulation. Sa ulahing bahin sa 1960s, usa ka lainlaing praktikal nga stepper motor ang namugna, ug sa miaging 40 ka tuig nakita ang paspas nga pag-uswag. Ang mga stepper motor nakahimo sa DC motors, asynchronous nga mga motor, ingon man usab sa kasabay nga mga motor, nga nahimong usa ka batakang matang sa motor. Adunay tulo ka matang sa stepper motors: reactive (VR type), permanent magnet (PM type) ug hybrid (HB type). Ang hybrid nga stepper motor naghiusa sa mga bentaha sa unang duha ka porma sa stepper motor. Ang stepper motor naglangkob sa usa ka rotor (rotor core, permanente nga magnet, shaft, ball bearings), usa ka stator (winding, stator core), atubangan ug likod nga tumoy sa mga takup, ug uban pa. ang usa ka three-phase nga motor adunay stator nga adunay 9 ka dagkong ngipon, 45 ka gagmay nga ngipon ug usa ka rotor nga adunay 50 ka gagmay nga ngipon

 

2, Prinsipyo sa pagkontrol

Angstepper motordili direkta nga konektado sa suplay sa kuryente, ni direkta nga makadawat mga signal sa pulso sa kuryente, kinahanglan kini matuman pinaagi sa usa ka espesyal nga interface - ang driver sa stepper motor aron makig-uban sa suplay sa kuryente ug controller. Ang drayber sa motor nga stepper kasagaran gilangkuban sa usa ka distributor sa singsing, ug usa ka circuit sa power amplifier. Ang ring divider makadawat sa control signal gikan sa controller. Sa matag higayon nga ang usa ka signal sa pulso madawat ang output sa ring divider mabag-o sa makausa, mao nga ang presensya o pagkawala ug frequency sa signal sa pulso makatino kung ang stepper motor speed taas o ubos, pagpadali o paghinay sa pagsugod o paghunong. Ang tig-apod-apod sa singsing kinahanglan usab nga mag-monitor sa signal sa direksyon gikan sa controller aron mahibal-an kung ang mga pagbalhin sa estado sa output naa sa positibo o negatibo nga pagkahan-ay, ug sa ingon mahibal-an ang pagmaneho sa stepper motor.

 

3, Panguna nga mga parametro

①Block number: kasagaran 20, 28, 35, 42, 57, 60, 86, ug uban pa.

②Phase number: ang gidaghanon sa mga coils sa sulod sa stepper motor, stepper motor phase number sa kasagaran adunay duha ka hugna, tulo ka hugna, lima ka hugna. Gigamit sa China ang duha ka hugna nga stepper motor sa panguna, ang tulo nga hugna adunay usab pipila nga mga aplikasyon. Ang Japan mas kanunay nga gigamit nga lima ka hugna nga stepper motor

③Anggulo sa lakang: katumbas sa signal sa pulso, ang angular nga pagbalhin sa rotation sa motor rotor. Ang pormula sa pagkalkula sa anggulo sa stepper motor mao ang mosunod

Anggulo sa lakang = 360° ÷ (2mz)

m ang gidaghanon sa mga hugna sa usa ka stepper motor

Z ang gidaghanon sa mga ngipon sa rotor sa usa ka stepper motor.

Sumala sa pormula sa ibabaw, ang anggulo sa lakang sa duha ka hugna, tulo ka hugna ug lima ka hugna nga stepper motor mao ang 1.8 °, 1,2 ° ug 0.72 ° matag usa.

④ Paghupot torque: mao ang torque sa stator winding sa motor pinaagi sa rated nga kasamtangan, apan ang rotor dili tuyok, ang stator kandado sa rotor. Ang pagpugong sa torque mao ang labing hinungdanon nga parameter sa mga stepper motor, ug mao ang panguna nga sukaranan sa pagpili sa motor

⑤ Positioning torque: mao ang torque nga gikinahanglan aron ibalik ang rotor nga adunay eksternal nga puwersa kung ang motor dili moagi sa kasamtangan. Ang torque mao ang usa sa mga indicators sa performance sa pagtimbang-timbang sa motor, sa kaso sa uban nga mga parameter mao ang sama nga, ang mas gamay sa positioning torque nagpasabot nga ang "slot effect" mao ang mas gamay, ang mas mapuslanon sa hapsay sa motor nga nagdagan sa ubos nga speed torque frequency mga kinaiya: nag-una nagtumong sa gikuha torque frequency kinaiya, ang motor stable nga walay operasyon sa usa ka maximum speed torque lata. Ang moment-frequency curve gigamit sa paghulagway sa relasyon tali sa maximum torque ug speed (frequency) nga walay pagkawala sa lakang. Ang torque frequency curve usa ka importante nga parameter sa stepper motor ug mao ang nag-unang basehan sa pagpili sa motor.

⑥ Rated kasamtangan: ang motor winding kasamtangan nga gikinahanglan sa pagpadayon sa rated torque, ang epektibo nga bili

 

4, Pagpili sa mga punto

Ang mga aplikasyon sa industriya nga gigamit sa stepper motor nga tulin hangtod sa 600 ~ 1500rpm, mas taas nga tulin, mahimo nimong ikonsiderar ang closed-loop stepper motor drive, o pagpili sa usa ka labi ka angay nga servo drive nga programa sa mga lakang sa pagpili sa stepper motor (tan-awa ang numero sa ubos).

 

(1) Pagpili sa anggulo sa lakang

Sumala sa gidaghanon sa mga hugna sa motor, adunay tulo ka matang sa anggulo sa lakang: 1.8° (duha ka hugna), 1.2° (tulo ka hugna), 0.72° (lima ka hugna). Siyempre, ang anggulo sa lima ka hugna nga lakang adunay labing taas nga katukma apan ang motor ug drayber niini mas mahal, mao nga panagsa ra kini gigamit sa China. Dugang pa, ang mga drayber sa mainstream nga stepper naggamit na karon sa teknolohiya sa subdivision drive, sa 4 nga subdivision sa ubos, ang pagkasibu sa anggulo sa subdivision nga lakang mahimo pa nga garantiya, mao nga kung ang mga timailhan sa katukma sa anggulo sa lakang lamang gikan sa konsiderasyon, ang lima ka hugna nga stepper motor mahimong mapulihan sa duha ka hugna o tulo nga hugna nga stepper motor. Pananglitan, sa paggamit sa usa ka matang sa tingga alang sa 5mm screw load, kon ang usa ka duha ka-phase stepping motor gigamit ug ang drayber gibutang sa 4 subdivisions, ang gidaghanon sa mga pulso kada rebolusyon sa motor mao ang 200 x 4 = 800, ug ang katumbas sa pulso mao ang 5 ÷ 800 = 0.00625mm = 0.00625mm = 6.

(2) Static torque (holding torque) pagpili

Ang kasagarang gigamit nga load transmission mechanism naglakip sa synchronous belts, filament bars, rack ug pinion, ug uban pa. Ang mga kustomer una nga nagkuwenta sa ilang load sa makina (kasagaran acceleration torque plus friction torque) nga nakabig ngadto sa gikinahanglan nga load torque sa motor shaft. Dayon, sumala sa kinatas-an nga tulin sa pagdagan nga gikinahanglan sa mga bulak sa kuryente, ang mosunod nga duha ka lain-laing mga kaso sa paggamit sa pagpili sa tukma nga naghupot torque sa stepper motor ① alang sa paggamit sa gikinahanglan nga motor speed sa 300pm o ubos pa: kon ang load sa makina nakabig ngadto sa motor shaft gikinahanglan load torque T1, nan kini nga load torque mao ang gipadaghan sa SF.2. mao, ang gikinahanglan nga stepper motor nga naghupot torque Tn ②2 alang sa Alang sa mga aplikasyon nga nagkinahanglan sa usa ka motor speed sa 300pm o labaw pa: itakda ang maximum speed Nmax, kon ang makina load nakabig ngadto sa motor shaft, ang gikinahanglan nga load torque mao ang T1, nan kini nga load torque gipadaghan sa usa ka safety factor SF (kasagaran 2.5-3 holding). Tan-awa ang Figure 4 ug pilia ang angay nga modelo. Dayon gamita ang moment-frequency curve sa pagsusi ug pagtandi: sa moment-frequency curve, ang kinatas-ang tulin nga Nmax nga gikinahanglan sa user katumbas sa pinakataas nga nawala nga step torque sa T2, unya ang maximum nga nawala nga step torque T2 kinahanglan nga labaw pa sa 20% nga mas dako kay sa T1. Kung dili, kinahanglan nga magpili usa ka bag-ong motor nga adunay mas dako nga torque, ug susihon ug itandi pag-usab sumala sa kurba sa frequency sa torque sa bag-ong napili nga motor.

(3) Kon mas dako ang numero sa base sa motor, mas dako ang holding torque.

(4) sumala sa rated nga kasamtangan sa pagpili sa matching stepper drayber.

Pananglitan, ang rate nga kasamtangan sa usa ka motor 57CM23 mao ang 5A, unya imong ipares ang maximum nga gitugot nga kasamtangan sa drive nga labaw pa sa 5A (palihug timan-i nga kini ang epektibo nga bili kay sa peak), kung dili kung imong pilion ang usa ka maximum nga kasamtangan nga 3A drive lamang, ang maximum nga output torque sa motor mahimo ra mga 60%!

5, kasinatian sa aplikasyon

(1) stepper motor ubos nga frequency resonance problema

Ang subdivision stepper drive usa ka epektibo nga paagi sa pagpakunhod sa ubos nga frequency resonance sa stepper motors. Ubos sa 150rpm, ang subdivision drive epektibo kaayo sa pagpakunhod sa vibration sa motor. Sa teoriya, ang mas dako nga subdivision, mas maayo ang epekto sa pagkunhod sa stepper motor vibration, apan ang aktuwal nga sitwasyon mao nga ang subdivision mosaka ngadto sa 8 o 16 human ang improvement nga epekto sa pagkunhod sa stepper motor vibration nakaabot sa grabe.

Sa bag-ohay nga mga tuig, adunay mga anti-low-frequency resonance stepper driver nga gilista sa balay ug sa gawas sa nasud, Leisai's DM, DM-S serye sa mga produkto, ang anti-low-frequency resonance nga teknolohiya. Kini nga serye sa mga drayber naggamit og harmonic compensation, pinaagi sa amplitude ug phase matching compensation, makapakunhod pag-ayo sa low frequency vibration sa stepper motor, aron makab-ot ang ubos nga vibration ug low noise operation sa motor.

(2) Ang epekto sa stepper motor subdivision sa positioning accuracy

Ang stepper motor subdivision drive circuit dili lamang makapauswag sa kahapsay sa paglihok sa aparato, apan mahimo usab nga epektibo nga mapaayo ang katukma sa pagposisyon sa kagamitan. Gipakita sa mga pagsulay nga: Sa kasabay nga belt drive motion platform, stepper motor 4 subdivision, ang motor mahimong tukma nga ibutang sa matag lakang.