Kiel aktuatoro,paŝomotoroestas unu el la ŝlosilaj produktoj de mekatroniko, kiu estas vaste uzata en diversaj aŭtomatigaj kontrolsistemoj. Kun la disvolviĝo de mikroelektroniko kaj komputila teknologio, la postulo je paŝomotoroj kreskas ĉiutage, kaj ili estas uzataj en diversaj naciaj ekonomiaj kampoj.
01 Kio estaspaŝomotoro
Paŝmotoro estas elektromekanika aparato, kiu rekte konvertas elektrajn pulsojn en mekanikan moviĝon. Per kontrolado de la sekvenco, frekvenco kaj nombro de elektraj pulsoj aplikitaj al la motora bobeno, oni povas kontroli la stiradon, rapidon kaj rotacian angulon de la paŝomotoro. Sen la uzo de fermitcirkvita kontrolsistemo kun pozicia sensado, oni povas atingi precizan pozicio- kaj rapidkontrolon per simpla, malaltkosta malfermcirkvita kontrolsistemo konsistanta el paŝomotoro kaj ĝia akompananta pelilo.
02 paŝomotorobaza strukturo kaj funkcianta principo
Baza strukturo:
Funkciprincipo: Paŝmotora pelilo laŭ ekstera kontrolpulso kaj direktosignalo, per sia interna logika cirkvito, regas la paŝmotorajn volvaĵojn en certa tempiga sekvenco antaŭen aŭ malantaŭen aktivigita, tiel ke la motoro antaŭen/malantaŭen rotacias aŭ blokiĝas.
Prenu 1,8-gradan dufazan paŝomotoron kiel ekzemplon: kiam ambaŭ volvaĵoj estas ŝaltitaj kaj ekscititaj, la elira ŝafto de la motoro estos senmova kaj ŝlosita en pozicio. La maksimuma tordmomanto, kiu tenos la motoron ŝlosita ĉe la nominala kurento, estas la tena tordmomanto. Se la kurento en unu el la volvaĵoj estas redirektita, la motoro rotacios unu paŝon (1,8 gradojn) en difinita direkto.
Simile, se la kurento en la alia volvaĵo ŝanĝas direkton, la motoro rotacios unu paŝon (1,8 gradojn) en la kontraŭa direkto de la unua. Kiam la kurentoj tra la bobenaj volvaĵoj estas sinsekve redirektitaj al ekscito, la motoro rotacios en kontinua paŝo en la donita direkto kun tre alta precizeco. Por 1,8 gradoj de dufaza paŝomotoro, rotacio de semajno bezonas 200 paŝojn.
Dufazaj paŝomotoroj havas du tipojn de volvaĵoj: dupolusaj kaj unupolusaj. Dupolusaj motoroj havas nur unu volvaĵon por ĉiu fazo, la motoro konstante rotacias la kurenton en la sama volvaĵo por ke la ekscito estu sinsekve varia. La dezajno de la stira cirkvito postulas ok elektronikajn ŝaltilojn por sinsekva ŝaltado.
Unupolusaj motoroj havas du volvaĵojn de kontraŭa poluseco sur ĉiu fazo, kaj la motoro
rotacias kontinue per alterne energiigado de la du volvaĵaj bobenoj sur la sama fazo.
La ŝaltilcirkvito estas desegnita por postuli nur kvar elektronikajn ŝaltilojn. En la dupolusa
veturreĝimo, la elira tordmomanto de la motoro pliiĝas je ĉirkaŭ 40% kompare kun la
unupolusa transmisia reĝimo ĉar la volvaĵoj de ĉiu fazo estas 100% ekscititaj.
03, Ŝarĝo de paŝomotoro
A. Momenta ŝarĝo (Tf)
Tf = G * r
G: Ŝarĝpezo
r: radiuso
B. Inercia ŝarĝo (TJ)
TJ = J * dw/dt
J = M * (R12+R22) / 2 (kg * cm)
M: Ŝarĝmaso
R1: Radiuso de la ekstera ringo
R2: Radiuso de la interna ringo
dω/dt: Angula akcelo
04, kurbo de rapido-tordmomanto de paŝomotoro
La rapido-tordmomanta kurbo estas grava esprimo de la eliraj karakterizaĵoj de paŝomotoro.
motoroj.
A. Frekvenca funkcipunkto de paŝomotoro
La rapidvaloro de la paŝomotoro je certa punkto.
n = q * Hz / (360 * D)
n: rivoluoj/sek
Hz: Frekvenca valoro
D: Interpola valoro de la stira cirkvito
q: paŝomotora paŝoangulo
Ekzemple, paŝomotoro kun tonaltangulo de 1.8°, kun 1/2-interpola transmisio(t.e., 0,9° po paŝo), havas rapidon de 1,25 r/s je funkcifrekvenco de 500 Hz.
B. Areo por memstarto de paŝomotoro
La areo kie la paŝomotoro povas esti rekte startigita kaj haltigita.
C. Kontinua operacia areo
En ĉi tiu areo, la paŝomotoro ne povas esti rekte startigita aŭ haltigita. Paŝmotoroj enĉi tiu areo devas unue trapasi la memstartan areon kaj poste esti akcelita por atingi lafunkciada areo. Simile, la paŝomotoro en ĉi tiu areo ne povas esti rekte bremsita,alie estas facile kaŭzi, ke la paŝomotoro malpaŝu, devas unue esti malakcelita alla aŭto-startanta areo kaj poste bremsis.
D. Maksimuma startfrekvenco de paŝomotoro
Motoro senŝarĝa, por certigi, ke la paŝomotoro ne perdas paŝofunkciadon de lamaksimuma pulsa frekvenco.
E. Maksimuma funkciiga frekvenco de paŝomotoro
La maksimuma pulsfrekvenco ĉe kiu la motoro estas ekscitita por funkcii sen perdi paŝonsub neniu ŝarĝo.
F. Paŝmotora starttordmomanto / tira tordmomanto
Por renkonti la paŝomotoron en certa pulsa frekvenco por komenci kaj komenci funkcii, senperdantaj ŝtupoj de la maksimuma ŝarĝtordmomanto.
G. Paŝmotora kurmomanto/enŝova tordmomanto
La maksimuma ŝarĝa tordmomanto, kiu kontentigas la stabilan funkciadon de la paŝomotoro ĉecerta pulsa frekvenco sen perdo de paŝo.
05 Akcelo/malakcelo de paŝomotora moviĝregado
Kiam la frekvenco de la paŝmotoro funkcias en la rapido-tordmomanta kurbo de kontinuafunkcia regiono, kiel mallongigi la motoran ekfunkciigon aŭ haltigon de akcelo aŭ malakcelotempo, tiel ke la motoro funkcias pli longe en la plej bona rapida stato, tiel pliigante laLa efika funkciadotempo de la motoro estas tre kritika.
Kiel montrite en la suba figuro, la dinamika tordmomanta karakteriza kurbo de paŝomotoro estashorizontala rekta linio je malalta rapideco; je alta rapideco, la kurbo malpliiĝas eksponentepro la influo de induktanco.
Ni scias, ke la ŝarĝo de la paŝomotoro estas TL, supozu, ke ni volas akceli de F0 al F1 enla plej mallonga tempo (tr), kiel kalkuli la plej mallongan tempon tr?
(1) Normale, TJ = 70% Tm
(2) tr = 1,8 * 10⁻⁵ * J * q * (F1-F0)/(TJ -TL)
(3) F (t) = (F1-F0) * t/tr + F0, 0
B. Eksponenta akcelo en alta rapido
(1) Normale
TJ₀ = 70%Tm₀
TJ1 = 70%Tm1
TL = 60%Tm1
(2)
tr = F4 * En [(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)
Notoj.
J indikas la rotacian inercion de la motorrotoro sub ŝarĝo.
q estas la rotacia angulo de ĉiu paŝo, kiu estas la paŝoangulo de la paŝomotoro en la
kazo de la tuta veturado.
En la malakceliĝo, simple inversigu la supre menciitan akcelpulsfrekvencon
kalkulita.
06 vibro kaj bruo de paŝomotoro
Ĝenerale parolante, paŝomotoro en senŝarĝa funkciado, kiam la motora funkcia frekvencoestas proksima al aŭ egala al la eneca frekvenco de la motorrotoro resonos, grava volookazi fenomenon de malpaŝado.
Pluraj solvoj por resonanco:
A. Evitu la vibradan zonon: por ke la funkcia frekvenco de la motoro ne falu ene dela vibrada gamo
B. Adoptu subdividan veturreĝimon: Uzu mikro-paŝan veturreĝimon por redukti vibradon per
subdividante la originalan unu paŝon en plurajn paŝojn por pliigi la rezolucion de ĉiu
motorpaŝo. Ĉi tio atingeblas per agordo de la fazo-kurenta proporcio de la motoro.
Mikropaŝado ne pliigas la precizecon de la paŝoangulo, sed igas la motoron funkcii pli
glate kaj kun malpli da bruo. La tordmomanto estas ĝenerale 15% pli malalta por duonpaŝa operacio
ol por plenpaŝa operacio, kaj 30% pli malalta por sinusonda kurenta kontrolo.
Afiŝtempo: 9-a de novembro 2022