Karakteristik dasar motor stepper meliputi karakteristik statis motor, karakteristik gerak kontinu (karakteristik dinamik), karakteristik start motor dan karakteristik pengereman motor (karakteristik transien). Berikut ini diperkenalkan masing-masing:
Karakteristik torsi statis
Ketika kumparan motor stepper diberi energi dengan arus searah, hubungan antara torsi elektromagnetik dari rotor yang dibebani (torsi elektromagnetik pemulihan yang dihasilkan dengan menyeimbangkan dengan torsi beban disebut torsi statis atau torsi statis) dan sudut daya rotor disebut sudut-stasioner Karakteristik torsi, inilah karakteristik statis motor. Seperti yang ditunjukkan di bawah ini:
Karena rotor merupakan magnet permanen maka densitas fluks celah udara yang dihasilkan berdistribusi sinusoidal, sehingga secara teoritis kurva torsi statik merupakan gelombang sinusoidal. Karakteristik torsi stasioner sudut ini merupakan indikator penting dari kemampuan motor stepper untuk menghasilkan torsi elektromagnetik. Semakin besar torsi maksimum, semakin baik, dan semakin dekat bentuk gelombang torsi ke sinus, semakin baik. Faktanya, terdapat torsi cogging di bawah kutub magnet, yang membuat torsi sintetik terdistorsi.Misalnya, torsi cogging motor dua fase adalah 4 kali harmonik periode sudut torsi statis, yang ditambahkan ke torsi statis sinusoidal. Torsi yang ditampilkan adalah:
TL = TMsin
Diantaranya, TL dan TM masing-masing mewakili torsi beban dan torsi statis maksimum (atau torsi holding), dan sudut daya yang sesuai adalah L dan M. Perubahan sudut perpindahan ini menentukan akurasi posisi motor stepper. Menurut rumus di atas:
L = (2M / ) busur (TL / TM)
Sudut langkah s motor stepping magnet permanen tipe PM dan motor stepping hibrid HB telah disebutkan sebelumnya: s = 180 ° / PNr, sudut diubah menjadi sudut mekanis (radian), kemudian menjadi rumus berikut:
s = / (2Nr)
Rumus di atas Nr adalah banyaknya gigi rotor atau pasangan kutub, sehingga motor dua fasa M = s.
Torsi beban merupakan beban dengan torsi elektromagnetik (seperti gaya pegas atau gaya angkat suatu benda berat). Jika motor bergerak maju mundur maka akan menghasilkan deviasi sudut sebesar 2L. Untuk meningkatkan akurasi posisi, L harus berukuran kecil. Oleh karena itu menurut Rumus L = (2M / ) arcsin (TL / TM), motor pijakan dengan torsi statis maksimum besar Tm dan sudut langkah kecil s harus dipilih, yaitu motor resolusi tinggi. Berdasarkan rumus s = / (2Nr), kita dapat melihat bahwa semakin kecil s, semakin besar Nr, semakin baik.
Selain itu, struktur rotor motor stepping resolusi tinggi secara kasar dibagi menjadi tiga jenis: tipe PM, tipe VR, dan tipe HB, di antaranya tipe HB memiliki resolusi terbaik.
Karena struktur level cakar kutub stator tipe PM, peningkatan jumlah kutub stator dibatasi oleh pemesinan. Rotor tipe HB tidak memiliki gigi pada permukaannya, dan kutub N dan kutub S dimagnetisasi secara bergantian pada permukaan rotor, sehingga jumlah kutubnya adalah jumlah pasangan kutub Nr. Demikian pula, kenaikan kutub rotor Nr juga dibatasi oleh mesin magnetisasi. Ketika jumlah gigi rotor tipe VR sama dengan tipe HB, karena tidak menggunakan magnet permanen, walaupun Nr sama, sudut langkah s dua kali lipat dari tipe HB, dan karena tidak ada kutub magnet permanen maka torsi maksimum Tm lebih kecil daripada tipe HB.
Ketika diameter luar motor penggerak dua fase sekitar 42 mm, Nr = 100 gigi, dan sudut langkah 0,9 °, yang merupakan resolusi tertinggi dalam penggunaan aktual. Ketika Nr menjadi lebih besar dan reaktansi meningkat, torsi akan berkurang pada kecepatan tinggi. Oleh karena itu, motor dengan Nr = 50 dan sudut langkah 1,8 ° banyak digunakan. Untuk struktur tipe HB ketelitian sudut langkah keadaan langkah penuh adalah ± 3%, sudut operasi motor loncatan = ns, tidak ada kesalahan kumulatif di setiap langkah, jika kecepatan motor cukup besar, tingkatkan n sebanyak mungkin (s kecil ) Untuk meningkatkan akurasi posisi.
Karakteristik torsi dinamis
Karakteristik torsi dinamis mencakup karakteristik torsi frekuensi pulsa drive dan karakteristik inersia frekuensi pulsa drive.
Karakteristik torsi frekuensi pulsa
Karakteristik torsi frekuensi pulsa merupakan karakteristik penting untuk memilih motor stepper. Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini, sumbu vertikal adalah torsi dinamis, dan sumbu horizontal adalah frekuensi pulsa respons. Frekuensi pulsa respons dinyatakan dalam pps (pulsa per detik), yang merupakan jumlah pulsa per detik.
Seperti yang ditunjukkan pada gambar, generasi torsi dinamis dari motor stepper mencakup dua torsi: torsi tarik dan torsi tarik. Yang pertama disebut torsi out-of-step atau lost, dan yang terakhir disebut torsi starting atau pull-in. Kisaran torsi tarikan adalah dari nol hingga frekuensi pulsa mulai sendiri maksimum atau area frekuensi mulai sendiri maksimum. Area yang dikelilingi oleh kurva gambar disebut area mulai sendiri. Motor melakukan operasi start rotasi maju dan mundur secara serempak. Area operasi berada di antara area pull-in dan out-of-step. Motor dapat berjalan serempak dan kontinu dengan beban yang sesuai di area ini. Torsi beban di luar kisaran tidak akan berjalan terus menerus, dan fenomena out-of-step akan terjadi. . Motor stepper adalah kontrol penggerak loop terbuka, dan harus ada margin antara torsi beban dan torsi elektromagnetik, dan nilainya harus 50% ~ 80%.
Torsi out-of-step sama dengan torsi pull-in pada 0pps. Saat frekuensi pulsa kontrol meningkat, kapasitas beban akan berkurang. Pada awal pengoperasian, frekuensi pulsa kontrol harus ditingkatkan secara perlahan agar dapat menggunakan torsi besar pada kecepatan rendah untuk memberikan torsi akselerasi yang dibutuhkan motor pada kecepatan rendah dan mengurangi waktu akselerasi. Semakin kecil induktansi kumparan stator motor stepper yang dirancang, semakin besar frekuensi pulsa respon maksimum, sehingga penggerak akselerasi lambat dapat diubah menjadi pengoperasian penggerak akselerasi cepat.
Karakteristik inersia frekuensi pulsa
Motor stepper harus memiliki akselerasi start yang cukup ketika dihidupkan dengan cepat dengan beban inersia. Oleh karena itu, jika inersia beban meningkat, frekuensi pulsa start akan berkurang, oleh karena itu keduanya harus dipertimbangkan secara komprehensif saat memilih motor stepper.
Sumbu vertikal dari gambar di bawah ini adalah frekuensi mulai sendiri maksimum, dan sumbu horizontal adalah inersia beban. Kurva menunjukkan hubungan antara inersia beban dan frekuensi pulsa mulai sendiri maksimum. Ambil motor stepper tiang cakar tipe PM (dua fase, sudut langkah 7,5 °) sebagai contoh di sini. Di bawah PL beban, hubungan antara frekuensi pulsa mulai sendiri maksimum PL dan beban inersia Jc adalah sebagai berikut:
Dalam rumusnya, inersia rotor motor stepper JR, Ps adalah frekuensi self-starting maksimum tanpa beban.
Karakteristik torsi transien
Karena inersia rotor dari motor stepper, bahkan jika motor berjalan untuk satu langkah tanpa beban, sebuah over-shoot akan dihasilkan, dan akan berosilasi bolak-balik antara over-shoot dan under-shoot, dan kemudian akan berhenti pada sudut yang telah ditentukan setelah dikurangi. , Ini adalah karakteristik respon transien dari motor stepper.
Gambar di bawah menunjukkan karakteristik transien motor stepper, sumbu vertikal adalah sudut gerak rotor, dan sumbu horizontal adalah waktu. T adalah waktu naik, mewakili sudut overshoot, dan waktu untuk rotor berdiri diam ke posisi yang ditetapkan (biasanya waktu untuk mencapai kisaran kesalahan ± 5% dari sudut langkah) disebut waktu pengaturan.
Semakin pendek waktu stabilisasi maka semakin baik kecepatannya.Untuk mempercepat pengoperasian mekanisme dan memperpendek waktu stabilisasi maka redaman (rem) motor stepper menjadi sangat penting. Metode untuk mempersingkat waktu stabilisasi termasuk mengubah gesekan atau penggerak inersia, dll., Yang akan dijelaskan secara rinci nanti.
- Menonton "The Longing for Life" apakah saya tahu bahwa Liu Guoliang 2 tahun lebih muda dari He Jiong, mengapa dia jauh lebih tua dari He Jiong?
- Running man di "Love Apartment", variety show Li Jinming begitu bagus sampai dia "merampok" bayinya di pusat perhatian?
- 190316 Minta Wang Junkai untuk berhenti memancarkan pesona, sutradara tidak mampu untuk mengejar bintang
- Lima belas tahun telah berlalu, bagaimana status para aktor di "Fat Cat Looking for Family" Zheng Zeshi telah menjadi "pembocor"?
- Dengan harga sekitar RMB 500, Delta meluncurkan pengisi daya universal USB PD 60 W terkecil di dunia
- E-sports Morning Post: Tim MDL mengalami pasang surut; tim teh memenangkan satu hari lagi kekuatan pernapasan