Domů > Novinky > Obsah

Výběru krokový Motor: Skutečný Example(2)

Jul 31, 2017

Nakloněná rovina operace:

Rozsah rychlostí, 5 stupňů/s

Moment, 12 oz v.

Převodový poměr 1:1

Řídit napětí, 12 až 40 v DC

Zrychlení a zpomalení sazby nebyly závažné, buď operace.

Pan operace je nejnáročnější z dvou OS, takže následující diskuse se zaměřuje na to. Plynulé posouvání vyžaduje, protože když fotoaparát s dlouhým objektivem připojí na jednotce, nějaké třepání bude vnímáno jako rozostření na video monitoru.

První volba pro test motoru byl motor 1.8-deg/krok, velikost 17 s jeho řidič 12 Vdc. Tento motor se jmenovitým přídržným momentem 22.2 oz-in., vysoko nad pan operace požadavek točivého momentu. Však dodává pouze marginální výkon nejvyšší rychlostí 666 impulsů/sec (200 stupňů/s). Motor přestěhoval zátěž požadovanou rychlostí někdy, ale ztratil synchronism a minul kroky na ostatní.

Pak jsme se rozhodli otestovat podobný motor, ale jedna, která by mohla vést k větší točivý moment. Byl vybrán 0,9 stupňů/krok, velikost 23 motor s ovladačem 12 Vdc. I když tento motor jmenovitým přídržným momentem 80 oz-in., to příliš by mohl provést jen okrajově v nejvyšší rychlosti. Nepřiměřenost velikost 23 motor zde byl že byl problém točivého momentu v rychlosti – problém způsobil nemusí motor, ale řidič sloužící motor.

Vinutí krokového motoru se skládají z řady obvodu odpor a indukčnost. Indukčnost způsobuje motorový proud (tedy momentu) vybudovat omezené časem, i když vinutí je hit s krokovou změnu napětí (napětí impulsu). Pokud impulsy přišel velmi rychle (vyšší rychlost), proud nemusí mít čas vybudovat na nominální hodnotu před další impuls hity; motor nesmí dosáhnout jmenovitého momentu.

Některé ovladače v podstatě přidat odpor vinutí motoru. (Nezapomeňte: odporových a indukčních proudů jsou 90 stupňů.) Výsledkem je změkčení vliv indukčnosti včas aktuální nahromadění s rostoucí odpor, tedy nechat motor blíže k jmenovitého momentu při vyšších rychlostech puls.

Metoda však vyvolává odporovou sílu ztráty v motoru. A při vyšších rychlostech, to ještě nebude stačit nechat motor nedosáhne plné jmenovitého momentu. Zdálo se, že to být tento případ. Testovali jsme pak stejné dva motory, ale s ovladačem unipolární, konstantní proud, pulsní šířkovou modulací (PWM) "nasekané napětí". Tento řidič mohl řídit motory s až 24 Vdc. PWM ovladač má tendenci nechat jeho krok motor nedosáhne vyšší rychlost, protože vyšší napětí do vinutí motoru umožňuje motoru současný vzestup směrem k jmenovité hodnotě rychlejší; motor může produkovat více točivého momentu při vyšších rychlostech. V testech s tímto diskem velikosti 17 a velikost 23 krokové motory dosaženo požadované výkonnosti.

S překážkou točivý moment zrušeno museli jsme se podívat na plynulost pohybu v celém rozsahu otáček. Při nízkých otáčkách (10 pps) 1.8 a 0,9 deg/krokové motory potřásl příliš mnoho. Zrychlené, ukázali typické rezonanční jevy. Motory divoce otřáslo a ztratil synchronism před dosažením požadované maximální rychlost. Nízkou rychlostí třást rovněž obrázek videokamera, nervózní a nepřijatelné. Nicméně jsme viděli, že pohyb motoru 0,9 deg/krok byl mnohem hladší než u motoru 1.8-deg/krok.

Protože jako krok velikost klesá, zvyšuje hladkost, jsme se rozhodli vyzkoušet s vysokým rozlišením, 5fáze, 0,36 deg/krok motor a 24 Vdc řidič kombinace. V testování, bychom mohli pohybovat kamerou v kuličkovém ložisku vysokou rychlostí (300 stupňů/sekundu) a nízkou rychlostí (1,5 stupňů/sekundu). A taky tu nebylo žádné znatelné chvění na video monitoru při jakékoli rychlosti v rozmezí.

V dalším testu full-size teleobjektiv byl naložen na fotoaparátu. Motor hrál dobře. Tedy, přesněji simulovat celý zatížení systému, Přidali jsme skutečné mechanické komponenty požadované pro náklon osy. Všechno fungovalo dobře. Navíc jsme byli schopni spustit operaci náklon až 200 stupňů za sekundu – výrazně přesahuje požadavky.

Ovládací napětí stále potřebná pozornost. Všechny testy se uskutečnily v 24 v DC. Ale mohl 0,36 deg/krokový motor dosáhnout 3 333 pps maximální rychlost pouze 12 v DC? Když motor byl testován s ovladačem 12 Vdc provádí podle očekávání – to mělo potíže dosáhnout vyšší rychlosti. Protože zákazník chtěl udržet co nejnižší spotřeby energie, testovali jsme motor na stále vyšší napětí, dokud nezajel uspokojivě při vyšších rychlostech. Prostřednictvím pokusů a omylů jsme zjistili, že motor běžel dobře na pouhých 17-Vdc použito napětí. Obecně by měl řídit krokový motor s tak nízké napětí jak je to možné. Motorový pohon napětí zvyšuje, motor má tendenci běžet teplejší a vytvořit další elektromagnetické nebo "vinutí" šum. Také to může zvýšit amplitudy všech přenášených mechanický hluk, motor produkuje. Protože původní specifikace Motorová jednotka byl 12 až 40 v DC, byli jsme dobře v rámci mechanismu fotoaparát pohlcováním tepla schopnosti.

Typy motoru a ovladače určeno nastal čas zjistit, je-li systém by mohl splňovat omezení nákladů zákazníka. Bohužel to nebylo rentabilní pro zákazníka k nákupu motor a běžně dostupné ovladače v potřebné množství. Rozhodli jsme se pomoci zákazníkům vybudovat své vlastní ovladače. Zadáním logiku a moc čipů, která spolu s technickou podporu s cílem pomoci integrovat je do konečného návrhu zákazník byl schopen sestavit kompletní pohybový systém podle rozpočtu.

Co jste právě viděli je myšlenkový proces při výběru krokový motor pro aplikaci:

• Definovat úkol dobře a ujistěte se, že to chápete.

• Pochopit, mechanický systém stejně.

• Určete momenty potřebné pro pohyb, urychlení a zpomaluje systém.

• Odhad výkonu lze očekávat od kombinace motoru a ovladače daného kroku. Tyto informace můžete najít v listech výrobce.

• Když máte všechny tyto informace, které jsou kompilovány, vy – Návrhář – by měly sestavit a důkladně otestujte úplný systém. Pokud nemáte vybavení pro testování, práce s nezávislé testovací laboratoře nebo dodavatele motoru a ovladače. Ale Drž se, sledovat testy a vědět, co se děje. Nebojte se vyzkoušet několik konfigurací. Pokusů a omylů je stále nejlepší způsob, jak zjistit, zda jste vybrali nejlepší pohybový systém pro vaši aplikaci.

Co dělá krok motor klíště?


Rotor krokového motoru typické hybridní má dva šálky měkké železo, které mají zuby (obvykle 48 nebo 50) na jejich povrch. Vedou tok z permanentních magnetů na rotoru a statoru vzduchovou mezeru. Každý šálek je osově magnetické polarity proti druhé. Ve většině případů zuby jednoho šálku je kompenzováno od zubů druhé poloviční rozteč zubů pro 2fázový krokový motor.

Stator má také mnoho zubů, ale obvykle jeden nebo dva méně než rotor. Když zub na statoru je energická s Severní polarita, odpovídající zub na rotoru s Jižní polarita zarovná s ním. Současně a stejně tak další zub na statoru stejné fáze energická s Jižní polaritu, která přitahuje zub na severní pól pohár zarovnat s ním. Energizující sousední statoru zuby jeden po druhém v otáčivém cyklu rotor začne zase obdobně jako jeho zuby snažit se zubů statoru.

Zkrácení kroků


Pravidelně 2fázový hybridní krokový motor se pohybuje v oscilačním způsobem. Účinky těchto nepravidelné střídání a odpovídající rezonance může pohybovat od vysokého hluku na zmeškané kroky. Nejlepší způsob, jak minimalizovat účinky rezonance je zmenšit velikost kroku. Existují dvě populární metody, jak snížit velikost kroku o společné krokový motor hybridní: "microstep" běžné 2fáze, 1,8 deg krok motor, nebo použít 5fázový krokový motor.

Mikrokrokování metoda snižuje velikost kroku elektronicky. Proporcionální řízení proudu to se provádí v každé fázi vytvoření mezistupeň mezi "kardinál" kroky se motor. Při použití této metody motor 1,8 deg/krok lze pojíždět až 25 000 kroků/rev.

5fáze metoda přidá dvojice pól statoru motoru pro pravidelné 2fázový hybridní krok. Tím se změní posun rotoru a statoru 2fázový krokový motor z jedné čtvrtiny na jednu desetinu rotoru hřiště. Výsledná velikost full krok v motor s 50 zuby rotoru je 0,72 deg nebo 500 kroků/rev. 5fázový krokový motor má mnohem nižší nepravidelné střídání ve srovnání s full-step, 2fázový motor a nemá prakticky žádné rezonanční účinky. Zvlnění krouticího momentu 5fázový krokový motor vs. běžné 2fázový krokový motor je také výrazně nižší. Rozdíl v nejnižší do nejvyšší hodnota točivého momentu z pravidelných 2fázový krokový motor je o 29 %. Stejnou hodnotu pro 5fázový krokový motor je pouze 5 %. Toto snížení točivého je jedním z důvodů plynulosti 5fázový krokový motor.