Step motorların temel özellikleri: statik, dinamik ve geçici tork özellikleri
Step motorların temel özellikleri arasında motor statik özellikleri, sürekli hareket özellikleri (dinamik özellikler), motor başlatma özellikleri ve motor frenleme özellikleri (geçici özellikler) bulunur. Aşağıdakiler sırasıyla tanıtılmıştır:
Statik tork özellikleri
Kademeli motorun bobini doğru akımla enerjilendirildiğinde, yüklü rotorun elektromanyetik torku (yük torku ile dengelenerek üretilen geri yükleyici elektromanyetik tork, statik tork veya statik tork olarak adlandırılır) ile rotor güç açısı arasındaki ilişkiye sabit açılı denir. Tork karakteristikleri, bu motorun statik özellikleridir. Aşağıda gösterildiği gibi:
Rotor kalıcı bir mıknatıs olduğundan, üretilen hava boşluğu akı yoğunluğu sinüzoidal bir dağılımdır, bu nedenle teorik olarak statik tork eğrisi sinüzoidal bir dalgadır. Bu açılı-sabit tork karakteristiği, bir step motorun elektromanyetik tork üretme kabiliyetinin önemli bir göstergesidir.Maksimum tork ne kadar büyükse, tork dalga formu o kadar iyi ve sinüse ne kadar yakınsa o kadar iyidir. Aslında, manyetik kutupların altında, sentetik torku bozan dişli torku vardır.Örneğin, iki fazlı bir motorun dişli torku, sinüzoidal statik torka eklenen statik tork açısı periyodunun harmoniğinin 4 katıdır. Gösterilen tork:
TL = TMsin
Bunlar arasında, TL ve TM'nin her biri yük torkunu ve maksimum statik torku (veya tutma torkunu) temsil eder ve karşılık gelen güç açıları L ve M'dir Bu yer değiştirme açısının değişimi, step motorun konum doğruluğunu belirler. Yukarıdaki formüle göre:
L = (2M / ) arksin (TL / TM)
PM tipi sabit mıknatıslı step motor ve HB hibrid step motorun adım açısı s önceki derste belirtilmiştir: s = 180 ° / PNr, açı mekanik açıya (radyan) değiştirilir, ardından aşağıdaki formül olur:
s = / (2Nr)
Yukarıdaki formül Nr rotor dişlerinin veya kutup çiftlerinin sayısıdır, dolayısıyla iki fazlı motor M = s.
Yük torku, elektromanyetik torklu bir yüktür (yay kuvveti veya ağır bir nesnenin kaldırma kuvveti gibi). Motor ileri ve geri hareket ederse, 2L'lik bir açısal sapma üretecektir. Konum doğruluğunu iyileştirmek için L küçük olmalıdır. Bu nedenle, Formül L = (2M / ar) arcsin (TL / TM), büyük maksimum statik tork Tm ve küçük adım açısı s olan bir adım motoru, yani yüksek çözünürlüklü bir motor seçilmelidir. s = / (2Nr) formülüne göre, s ne kadar küçükse, Nr ne kadar büyükse o kadar iyidir.
Ek olarak, yüksek çözünürlüklü step motorun rotor yapısı kabaca üç türe ayrılmıştır: PM tipi, VR tipi ve HB tipi, aralarında en iyi çözünürlüğe sahip HB tipi.
PM tipi stator kutuplarının pençe seviyesinde yapısı nedeniyle, stator kutuplarının sayısındaki artış işleme ile sınırlıdır. HB tipi rotorun yüzeyinde dişleri yoktur ve N kutbu ve S kutbu dönüşümlü olarak rotor yüzeyinde mıknatıslanır, bu nedenle kutup sayısı, Nr kutup çiftlerinin sayısıdır. Benzer şekilde, rotor kutbu Nr'nin artışı da mıknatıslama makinesi ile sınırlıdır. VR tipi rotorun diş sayısı HB tipi ile aynı olduğunda, aynı Nr'ye sahip olmasına rağmen kalıcı mıknatıs kullanmadığı için adım açısı s HB tipinin iki katıdır ve kalıcı mıknatıs kutbu olmadığı için maksimum tork Tm HB tipininkinden daha küçüktür.
İki fazlı step motorun dış çapı yaklaşık 42 mm, Nr = 100 diş ve adım açısı 0,9 ° olduğunda, bu gerçek kullanımdaki en yüksek çözünürlüktür. Nr büyüdükçe ve reaktans arttıkça, tork yüksek hızlarda azalacaktır. Bu nedenle, Nr = 50 ve adım açısı 1.8 ° olan motorlar yaygın olarak kullanılmaktadır. HB tipi yapı için, tam adım durumunun adım açısı doğruluğu ±% 3'tür, adımlı motor çalışma açısı = ns, her adımda kümülatif hata yoktur, motor hızı yeterince büyükse, n'yi mümkün olduğunca artırın (s küçük ) Konumlandırma doğruluğunu iyileştirmek için.
Dinamik tork özellikleri
Dinamik tork özellikleri, sürücü darbe frekansı-tork özelliklerini ve sürücü darbe frekansı-atalet özelliklerini içerir.
Darbe frekansı-tork karakteristiği
Darbe frekansı-tork karakteristiği, bir step motor seçimi için önemli bir özelliktir. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, dikey eksen dinamik torktur ve yatay eksen, yanıt darbe frekansıdır Yanıt darbe frekansı, saniye başına darbe sayısı olan pps (saniye başına darbe) cinsinden ifade edilir.
Şekilde gösterildiği gibi, bir kademeli motorun dinamik tork üretimi iki tork içerir: çekme torku ve çekme torku. İlki, adım dışı veya kayıp tork olarak adlandırılır ve ikincisi, başlatma veya çekme torku olarak adlandırılır. Çekme torku aralığı, sıfırdan maksimum kendi kendine başlangıç pals frekansına veya maksimum kendi kendine başlangıç frekans alanına kadardır. Çizim eğrisinin çevrelediği alana kendi kendine başlangıç alanı denir. Motor, ileri ve geri dönüş başlatma işlemini eşzamanlı olarak gerçekleştirir.Çalışma alanı, içeri çekme ve adım dışı alan arasındadır.Motor, bu alandaki karşılık gelen yük ile eşzamanlı ve sürekli olarak çalışabilir.Aralığın ötesindeki yük torku sürekli çalışmaz ve adım dışı fenomeni oluşur. . Kademeli motor, açık döngü sürücü kontrolüdür ve yük torku ile elektromanyetik tork arasında bir kenar boşluğu olmalı ve değeri% 50 ~% 80 olmalıdır.
Kademe dışı tork, 0 pps'de çekme torkuna eşittir. Kontrol darbe frekansı arttıkça, yük kapasitesi azalacaktır. Çalıştırmanın başlangıcında, düşük hızda motorun ihtiyaç duyduğu hızlanma torkunu sağlamak ve hızlanma süresini azaltmak için büyük torku düşük hızda kullanmak için kontrol darbe frekansı yavaşça artırılmalıdır. Kademeli motorun stator bobininin endüktansı ne kadar küçük tasarlanırsa, maksimum yanıt pals frekansı o kadar büyük olur, böylece yavaş hızlanma sürücüsü hızlı hızlanma sürücü çalışmasına değiştirilebilir.
Darbe frekansı-atalet özelliği
Adım motoru, atalet yükü ile hızlı bir şekilde başlatıldığında yeterli başlangıç ivmesine sahip olmalıdır. Bu nedenle, yükün ataleti artarsa, başlangıç darbe frekansı azalacaktır.Bu nedenle, bir step motor seçerken ikisi kapsamlı bir şekilde dikkate alınmalıdır.
Aşağıdaki şeklin dikey ekseni maksimum kendi kendine başlama frekansı ve yatay eksen yük ataletidir Eğri, yük ataleti ile maksimum kendi kendine başlangıç darbe frekansı arasındaki ilişkiyi gösterir. Burada örnek olarak PM tipi pençe kutuplu step motoru (iki fazlı, adım açısı 7,5 °) alın. PL yükü altında, maksimum kendi kendine başlatma darbe frekansı PL ile yük ataleti Jc arasındaki ilişki aşağıdaki gibidir:
Formülde, JR step motorun rotor ataleti, Ps, yüksüz maksimum kendi kendine başlangıç frekansıdır.
Geçici tork özellikleri
Kademeli motorun rotor ataleti nedeniyle, yüksüz bir kademe çalışsa bile, bir aşırı çekim oluşacak ve aşırı çekim ile alt çekim arasında ileri geri salınacak ve daha sonra azaltıldıktan sonra önceden belirlenmiş bir açıda duracaktır. , Bu, step motorun geçici tepki özelliğidir.
Aşağıdaki şekil bir step motorun geçici özelliklerini göstermektedir Dikey eksen rotor hareket açısıdır ve yatay eksen zamandır. T yükselme süresidir, aşma açısını temsil eder ve rotorun ayarlanan pozisyonda hareketsiz durma süresi (genellikle adım açısının ±% 5 hata aralığına ulaşma süresi) ayar süresi olarak adlandırılır.
Stabilizasyon süresi ne kadar kısa olursa hız o kadar iyi olur Mekanizmanın çalışmasını hızlandırmak ve stabilizasyon süresini kısaltmak için step motorun sönümlemesi (frenlemesi) çok önemli hale gelir. Stabilizasyon süresini kısaltma yöntemleri, daha sonra ayrıntılı olarak açıklanacak olan sürtünmeyi veya atalet tahriğini değiştirmeyi vb. İçerir.
