روش های افزایش دقت در موتورهای پله ای

در زمینه مهندسی به خوبی شناخته شده است که تلرانس های مکانیکی تأثیر عمده ای بر دقت و صحت هر نوع وسیله ای که قابل تصور است صرف نظر از کاربرد آن دارد. این واقعیت نیز صادق استموتورهای پله ای. به عنوان مثال، یک موتور پله ای ساخته شده استاندارد دارای سطح تحمل حدود 5± درصد خطا در هر پله است. اتفاقاً اینها خطاهای غیر تجمعی هستند. بیشتر موتورهای پله‌ای 1.8 درجه در هر پله حرکت می‌کنند، که منجر به محدوده خطای بالقوه 0.18 درجه می‌شود، حتی اگر در مورد 200 پله در هر چرخش صحبت می‌کنیم (شکل 1 را ببینید).

موتورهای پله ای 2 فاز - سری GSSD

پله مینیاتوری برای دقت

با دقت استاندارد، غیر تجمعی، ± 5 درصد، اولین و منطقی ترین راه برای افزایش دقت، میکرو استپ موتور است. میکرو پله روشی برای کنترل موتورهای پله‌ای است که نه تنها وضوح بالاتری را به دست می‌آورد، بلکه حرکت نرم‌تری را در سرعت‌های پایین به دست می‌آورد که می‌تواند در برخی از کاربردها یک مزیت بزرگ باشد.

بیایید با زاویه گام ۱.۸ درجه شروع کنیم. این زاویه گام به این معنی است که با کاهش سرعت موتور، هر مرحله به بخش بزرگتری از کل تبدیل می شود. در سرعت‌های آهسته‌تر و آهسته‌تر، اندازه گام نسبتاً بزرگ باعث ایجاد چرخش در موتور می‌شود. یکی از راه های کاهش این کاهش نرمی کار در سرعت های آهسته، کاهش اندازه هر مرحله موتور است. اینجاست که میکرو استپینگ به یک جایگزین مهم تبدیل می شود.

پله های میکرو با استفاده از مدوله شده با عرض پالس (PWM) برای کنترل جریان به سیم پیچ های موتور به دست می آید. اتفاقی که می افتد این است که درایور موتور دو موج سینوسی ولتاژ را به سیم پیچ های موتور می رساند که هر کدام 90 درجه با دیگری خارج از فاز هستند. بنابراین، در حالی که جریان در یک سیم‌پیچ افزایش می‌یابد، در سیم‌پیچ دیگر کاهش می‌یابد تا انتقال تدریجی جریان ایجاد شود، که منجر به حرکت نرم‌تر و تولید گشتاور ثابت‌تر نسبت به کنترل استاندارد کامل (یا حتی نیم پله معمولی) می‌شود. (شکل 2 را ببینید).

تک محوریکنترلر استپر موتور + درایور کار می کند

هنگام تصمیم گیری در مورد افزایش دقت بر اساس کنترل میکرو پله، مهندسان باید در نظر بگیرند که چگونه این کار بر بقیه مشخصات موتور تأثیر می گذارد. در حالی که نرمی تحویل گشتاور، حرکت با سرعت کم و رزونانس ممکن است با استفاده از پله‌های میکرو بهبود یابد، محدودیت‌های معمولی در کنترل و طراحی موتور مانع از دستیابی آنها به ویژگی‌های کلی ایده‌آل می‌شود. با توجه به عملکرد یک موتور پله ای، درایوهای میکرو پله ای فقط می توانند یک موج سینوسی واقعی را تقریبی کنند. این بدان معناست که مقداری از امواج گشتاور، رزونانس و نویز در سیستم باقی می‌ماند، حتی اگر هر یک از این موارد در یک عملیات میکرو پله‌پینگ به میزان زیادی کاهش یابد.

دقت مکانیکی

یکی دیگر از تنظیمات مکانیکی برای به دست آوردن دقت در استپر موتور، استفاده از بار اینرسی کوچکتر است. اگر موتور هنگام تلاش برای توقف به یک اینرسی بزرگ متصل شود، بار باعث چرخش جزئی می شود. از آنجا که این اغلب یک خطای کوچک است، می توان از کنترل کننده موتور برای اصلاح آن استفاده کرد.

در نهایت به کنترلر برمی گردیم. این روش ممکن است به تلاش مهندسی نیاز داشته باشد. به منظور بهبود دقت، ممکن است بخواهید از کنترلی استفاده کنید که به طور خاص برای موتوری که انتخاب کرده اید بهینه شده است. این یک روش بسیار دقیق برای ترکیب است. هرچه توانایی کنترلر برای دستکاری دقیق جریان موتور بهتر باشد، دقت بیشتری می توانید از موتور پله ای که استفاده می کنید به دست آورید. این به این دلیل است که کنترل کننده دقیقاً میزان جریانی را که سیم پیچ های موتور برای شروع حرکت پله دریافت می کند تنظیم می کند.

دقت در سیستم های حرکتی بسته به کاربرد یک نیاز رایج است. درک اینکه چگونه سیستم پله ای با هم کار می کند تا دقت ایجاد کند، به مهندس امکان می دهد از فناوری های موجود، از جمله فناوری هایی که در ایجاد اجزای مکانیکی هر موتور استفاده می شود، استفاده کند.