Insinööritieteilijöillä on hyvin tiedossa, että mekaanisilla toleransseilla on suuri vaikutus tarkkuuteen ja täsmällisyyteen kaikenlaisissa kuviteltavissa olevissa laitteissa riippumatta niiden käyttötarkoituksesta. Tämä pätee myösaskelmoottoritEsimerkiksi standardikokoisen askelmoottorin toleranssi on noin ±5 prosenttia virhettä askelta kohden. Nämä ovat muuten ei-kumulatiivisia virheitä. Useimmat askelmoottorit liikkuvat 1,8 astetta askelta kohden, mikä johtaa 0,18 asteen mahdolliseen virhealueeseen, vaikka puhumme 200 askeleesta kierrosta kohden (katso kuva 1).
2-vaiheiset askelmoottorit - GSSD-sarja
Miniatyyriaskellus tarkkuuden takaamiseksi
Vakiotarkkuuden, ei-kumulatiivisen ±5 prosentin tarkkuudella ensimmäinen ja loogisin tapa parantaa tarkkuutta on mikroaskellus moottorille. Mikroaskellus on askelmoottoreiden ohjausmenetelmä, jolla saavutetaan paitsi korkeampi resoluutio myös tasaisempi liike alhaisilla nopeuksilla, mikä voi olla suuri etu joissakin sovelluksissa.
Aloitetaan 1,8 asteen askelkulmalla. Tämä askelkulma tarkoittaa, että moottorin hidastuessa jokainen askel muodostaa suuremman osan kokonaisuudesta. Yhä hitaammilla nopeuksilla suhteellisen suuri askelkoko aiheuttaa moottorin jumiutumista. Yksi tapa lievittää tätä toiminnan tasaisuuden heikkenemistä hitailla nopeuksilla on pienentää jokaisen moottorin askeleen kokoa. Tässä kohtaa mikroaskelluksesta tulee tärkeä vaihtoehto.
Mikroaskellus saavutetaan käyttämällä pulssinleveysmodulaatiota (PWM) moottorin käämien virran ohjaamiseen. Moottorinohjain syöttää moottorin käämeihin kaksi siniaaltoa, jotka ovat 90 asteen vaihe-erossa toiseen nähden. Niinpä virta kasvaa yhdessä käämissä, kun taas toisessa se pienenee, jolloin virta siirtyy asteittain. Tämä johtaa tasaisempaan liikkeeseen ja tasaisempaan vääntömomentin tuotantoon kuin tavallisella täysaskel- (tai edes puoliaskel-) säädöllä (katso kuva 2).
yksiakselinenaskelmoottorin ohjain + ajuri toimii
Päättäessään tarkkuuden lisäämisestä mikroaskellusohjauksen avulla insinöörien on otettava huomioon, miten tämä vaikuttaa moottorin muihin ominaisuuksiin. Vaikka vääntömomentin tuoton tasaisuutta, hidasta liikettä ja resonanssia voidaan parantaa mikroaskelluksella, tyypilliset ohjauksen ja moottorin suunnittelun rajoitukset estävät niitä saavuttamasta ihanteellisia kokonaisominaisuuksiaan. Askelmoottorin toiminnan vuoksi mikroaskelluskäytöt voivat tuottaa vain lähellä todellista siniaaltoa. Tämä tarkoittaa, että järjestelmään jää jonkin verran vääntömomentin aaltoilua, resonanssia ja kohinaa, vaikka kaikki nämä vähenevät huomattavasti mikroaskellustoiminnassa.
Mekaaninen tarkkuus
Toinen mekaaninen säätötapa askelmoottorin tarkkuuden parantamiseksi on käyttää pienempää inertiakuormaa. Jos moottoriin kohdistuu suuri inertia sen yrittäessä pysähtyä, kuorma aiheuttaa lievää ylikiertymistä. Koska kyseessä on usein pieni virhe, moottorinohjainta voidaan käyttää sen korjaamiseen.
Lopuksi palataan takaisin ohjaimeen. Tämä menetelmä voi vaatia jonkin verran suunnittelutyötä. Tarkkuuden parantamiseksi kannattaa ehkä käyttää ohjainta, joka on erityisesti optimoitu valitsemallesi moottorille. Tämä on erittäin tarkka menetelmä. Mitä paremmin ohjain pystyy manipuloimaan moottorin virtaa tarkasti, sitä tarkemman tarkkuuden saat käyttämästäsi askelmoottorista. Tämä johtuu siitä, että ohjain säätelee tarkasti, kuinka paljon virtaa moottorin käämit saavat askelliikkeen aloittamiseksi.
Tarkkuus liikejärjestelmissä on yleinen vaatimus sovelluksesta riippuen. Ymmärtämällä, miten askelmoottorijärjestelmä toimii yhdessä tarkkuuden luomiseksi, insinööri voi hyödyntää käytettävissä olevia tekniikoita, mukaan lukien kunkin moottorin mekaanisten komponenttien luomisessa käytettyjä tekniikoita.
Julkaisun aika: 19.10.2023
