Step motor sürücüsü - cihaz, türleri ve yetenekleri

Step motorlar günümüzde birçok endüstriyel uygulamada kullanılmaktadır. Bu tür motorlar, diğer motor türlerine kıyasla çalışan gövdenin konumlandırılmasında yüksek doğruluk elde edilmesine izin vermeleriyle ayırt edilirler. Açıkçası, step motorun çalışması için hassas otomatik kontrol gereklidir. Bu amaçla, çeşitli amaçlar için elektrikli sürücülerin sürekli ve doğru çalışmasını sağlayan kademeli motor kontrolörleri olarak görev yaparlar.

Bir step motorun çalışma prensibi kabaca şu şekilde açıklanabilir. Bir kademeli motorun rotorunun her tam dönüşü birkaç adımdan oluşur. Çoğu kademeli motor 1,8 derecelik adımlar için tasarlanmıştır ve tam devir başına 200 adım vardır. Belirli bir stator sargısına bir besleme gerilimi uygulandığında sürücü adım konumunu değiştirir. Dönme yönü bobindeki akımın yönüne bağlıdır.

Bir sonraki adım, ilk sargıyı kapatmaktır, ikinciye güç verilir ve sonuç olarak, her sargı çalıştıktan sonra rotor tam bir dönüş yapacaktır. Ancak bu kabaca bir açıklamadır, aslında algoritmalar biraz daha karmaşıktır ve bu daha sonra tartışılacaktır.

Step Motor Kontrol Algoritmaları

Kademeli motor kontrolü, dört temel algoritmadan birine göre uygulanabilir: değişken faz değiştirme, faz örtüşme kontrolü, yarım adım kontrolü veya mikro adım kontrolü.

İlk durumda, herhangi bir anda fazlardan yalnızca biri güç alır ve her adımda motor rotorunun denge noktaları anahtar denge noktalarıyla çakışır - kutuplar açıkça tanımlanmıştır.

Faz örtüşme kontrolü, rotorun, fazsız örtüşme kontrolüne kıyasla torku %40 artıran stator kutupları arasındaki konumlara adım atmasına olanak tanır. Eğim açısı korunur, ancak kilit konumu kaydırılır - stator kutuplarının tepeleri arasında bulunur. Bu ilk iki algoritma, çok yüksek doğruluğun gerekli olmadığı elektrikli ekipmanlarda kullanılır.

Yarım adım kontrolü, ilk iki algoritmanın bir kombinasyonudur: bir faz (sarma) veya iki faz, bir adım tarafından çalıştırılır. Adım boyutu yarıya iner, konumlandırma hassasiyeti artar ve motorda mekanik rezonans olasılığı azalır.

Ve son olarak, mikro seviye modu.Burada, fazlardaki akımın büyüklüğü değişir, böylece adım başına rotor sabitlemesinin konumu kutuplar arasındaki noktaya düşer ve aynı anda bağlanan fazlardaki akımların oranına bağlı olarak, bu tür birkaç adım elde edilebilir. Akımların oranını ayarlayarak, çalışma oranlarının sayısını ayarlayarak mikro adımlar elde edilir - rotorun en doğru konumlandırılması.

Burada şemalarla daha fazla ayrıntı görün: step motor kontrolü

step motor sürücüsü

Seçilen algoritmayı uygulamaya koymak için bir step motor sürücüsü uygulayın… Sürücü, bir güç kaynağı ve bir kontrolör bölümü içerir.

Sürücünün güç kısmı katı hal güç amplifikatörü, görevi fazlara uygulanan akım darbelerini rotorun hareketlerine dönüştürmek olan: bir darbe - bir tam adım veya mikro derece.

Akımın yönü ve büyüklüğü - adımın yönü ve boyutu Yani, güç ünitesinin görevi, ilgili stator sargısına belirli bir büyüklük ve yönde bir akım sağlamak, bu akımı bir süre tutmak ve ayrıca, cihazın hız ve güç özelliklerinin eldeki göreve uyması için akımları hızlı bir şekilde açıp kapatmak için.

Tahrik mekanizmasının güç kısmı ne kadar mükemmel olursa, mil üzerinde o kadar fazla tork elde edilebilir. Genel olarak, kademeli motorların ve sürücülerinin iyileştirilmesindeki ilerleme eğilimi, küçük boyutlu, yüksek hassasiyetli motorlardan önemli çalışma torku elde etmek ve aynı zamanda yüksek verimliliği korumaktır.

step motor kontrolörü

Kademeli motor kontrolörü, genellikle yeniden programlanabilir bir mikrodenetleyici temelinde yapılan sistemin akıllı bir parçasıdır. Kontrolör, hangi zamanda, hangi bobine, ne kadar süreyle ve ne kadar akım sağlanacağından sorumludur. Kontrolör, sürücünün güç ünitesinin çalışmasını kontrol eder.

Gelişmiş kontrolörler bir bilgisayara bağlıdır ve bir bilgisayar kullanılarak gerçek zamanlı olarak ayarlanabilir. Mikrodenetleyiciyi tekrar tekrar programlama yeteneği, görev her ayarlandığında kullanıcıyı yeni bir denetleyici satın alma ihtiyacından kurtarır - mevcut olanı yeniden yapılandırmak yeterlidir, esneklik budur, denetleyici yeni işlevleri gerçekleştirmek için programlı olarak kolayca yeniden yönlendirilebilir .

Bugün piyasada çeşitli üreticilerin genişletilebilir özelliklere sahip çok çeşitli step motor kontrolörleri bulunmaktadır. Programlanabilir kontrolörler, programların kaydedilmesi anlamına gelir ve bazıları, belirli bir teknolojik süreç için adım motorunu kontrol etmek için algoritmayı esnek bir şekilde yapılandırmanın mümkün olduğu programlanabilir mantık bloklarını içerir.

Denetleyici yetenekleri

Kontrolörlü kademeli motor kontrolü, devir başına 20.000 mikro adıma kadar yüksek doğruluk sağlar. Ek olarak, yönetim hem doğrudan bir bilgisayardan hem de cihaza dikilmiş bir program nedeniyle veya bir hafıza kartından bir program aracılığıyla gerçekleştirilebilir. Görevin yürütülmesi sırasında parametreler değişirse, bilgisayar sensörleri sorgulayabilir, değişen parametreleri izleyebilir ve kademeli motorun çalışma modunu hızla değiştirebilir.

Şunlara bağlanan, ticari olarak temin edilebilen step motor kontrol blokları vardır: akım kaynağı, kontrol düğmeleri, saat kaynağı, adım potansiyometresi, vb. ... Harici cihazlarla senkronize olabilme özelliği ve otomatik açma, kapama ve kontrol desteği, step motor kontrol ünitesinin tartışılmaz bir avantajıdır.

Örneğin, bir program çalıştırmak istiyorsanız, cihaz doğrudan bir bilgisayardan kontrol edilebilir. CNC makinesi içinveya ek harici kontrol olmadan manuel modda, yani, kademeli motor milinin dönüş yönü ters sensör tarafından ayarlandığında ve hız bir potansiyometre ile kontrol edildiğinde, bağımsız olarak. Kontrol cihazı kullanılacak step motorun parametrelerine göre seçilir.

Hedefin niteliğine göre step motor kontrol yöntemi seçilir. Her seferinde bir stator sargısına bir darbenin uygulandığı basit bir düşük güçlü elektrikli tahrik kontrolü kurmanız gerekirse: tam bir devir için, diyelim ki 48 adım ve rotor her adımda 7,5 derece hareket edecektir. Bu durumda tek darbe modu iyidir.

Daha yüksek bir tork elde etmek için, çift darbe kullanılır - darbe başına aynı anda iki bitişik bobine beslenir ve tam bir devir için 48 adım gerekiyorsa, o zaman yine bu tür 48 çift darbe gerekir, her biri sonuçlanacak 7,5 derecelik bir adım, ancak tek darbe moduna göre %40 daha fazla torkla.İki yöntemi birleştirerek, adımları bölerek 96 darbe elde edebilirsiniz — adım başına 3,75 derece elde edersiniz — bu birleştirilmiş (yarım adım) kontrol modudur.