Inžinerijos srityje gerai žinoma, kad mechaninės leistinos nuokrypos turi didelę įtaką visų įmanomų įrenginių tikslumui ir tikslumui, nepaisant jo naudojimo. Šis faktas taip pat galiojažingsniniai varikliai. Pavyzdžiui, standartinio pastatyto žingsninio variklio tolerancijos lygis yra maždaug ±5 procentų paklaida kiekvienam žingsniui. Tai, beje, nekaupiančios klaidos. Dauguma žingsninių variklių juda 1,8 laipsnio per žingsnį, todėl galimas paklaidos diapazonas yra 0,18 laipsnio, nors kalbame apie 200 žingsnių per vieną sukimąsi (žr. 1 pav.).
Dviejų fazių žingsniniai varikliai – GSSD serija
Miniatiūrinis žingsniavimas tikslumui
Naudojant standartinį, nekaupiamąjį, ±5 procentų tikslumą, pirmasis ir logiškiausias būdas tikslumui padidinti yra variklio pakėlimas mikropakopomis. „Micro stepping“ yra žingsninių variklių valdymo metodas, kuriuo pasiekiama ne tik didesnė skiriamoji geba, bet ir sklandesnis judėjimas esant mažam greičiui, o tai gali būti labai naudinga kai kuriose programose.
Pradėkime nuo 1,8 laipsnio žingsnio kampo. Šis žingsnio kampas reiškia, kad varikliui lėtėjant kiekvienas žingsnis tampa didesne visumos dalimi. Esant lėtesniems ir lėtesniems greičiams, santykinai didelis žingsnių dydis sukelia variklio sukibimą. Vienas iš būdų sumažinti šį sumažėjusį veikimo sklandumą esant lėtam greičiui yra sumažinti kiekvieno variklio žingsnio dydį. Čia mikro žingsniavimas tampa svarbia alternatyva.
Mikropakopa pasiekiama naudojant impulsų pločio moduliaciją (PWM), kad būtų galima valdyti variklio apvijų srovę. Kas atsitinka, kad variklio tvarkyklė perduoda dvi įtampos sinusines bangas į variklio apvijas, kurių kiekviena yra 90 laipsnių fazėje. Taigi, nors srovė didėja vienoje apvijoje, ji mažėja kitoje apvijoje, kad būtų laipsniškas srovės perdavimas, o tai lemia sklandesnį judėjimą ir nuoseklesnį sukimo momento generavimą nei naudojant standartinį visos pakopos (ar net bendros pusės žingsnio) valdymą. (žr. 2 pav.).
vienos ašiesžingsninis variklio valdiklis + vairuotojas veikia
Priimdami sprendimą padidinti tikslumą, pagrįstą mikropakopų valdymu, inžinieriai turi apsvarstyti, kaip tai paveiks likusias variklio charakteristikas. Nors sukimo momento perdavimo sklandumas, judėjimas mažu greičiu ir rezonansas gali būti pagerintas naudojant mikro žingsnius, tipiniai valdymo ir variklio konstrukcijos apribojimai neleidžia jiems pasiekti idealių bendrųjų charakteristikų. Dėl žingsninio variklio veikimo mikro žingsninės pavaros gali tik apytiksliai nustatyti tikrąją sinusinę bangą. Tai reiškia, kad sistemoje išliks tam tikras sukimo momento bangavimas, rezonansas ir triukšmas, net jei kiekvienas iš jų labai sumažėja atliekant mikro žingsnius.
Mechaninis tikslumas
Kitas mechaninis reguliavimas, siekiant padidinti žingsninio variklio tikslumą, yra naudoti mažesnę inercijos apkrovą. Jei variklis yra prijungtas prie didelės inercijos, kai jis bando sustoti, apkrova sukels šiek tiek per daug sukimosi. Kadangi tai dažnai yra nedidelė klaida, ją galima ištaisyti naudojant variklio valdiklį.
Galiausiai grįžtame prie valdiklio. Šis metodas gali pareikalauti tam tikrų inžinerinių pastangų. Norėdami padidinti tikslumą, galbūt norėsite naudoti valdiklį, kuris yra specialiai optimizuotas jūsų pasirinktam varikliui. Tai labai tikslus įtraukimo būdas. Kuo geresnis valdiklio gebėjimas tiksliai valdyti variklio srovę, tuo didesnį tikslumą galite pasiekti naudojant žingsninį variklį. Taip yra todėl, kad valdiklis tiksliai reguliuoja, kokią srovę gauna variklio apvijos, kad būtų pradėtas žingsninis judėjimas.
Judėjimo sistemų tikslumas yra įprastas reikalavimas, priklausomai nuo taikymo srities. Suprasdamas, kaip žingsninė sistema veikia kartu, kad sukurtų tikslumą, inžinierius gali pasinaudoti turimomis technologijomis, įskaitant tas, kurios naudojamos kuriant kiekvieno variklio mechaninius komponentus.
Paskelbimo laikas: 2023-10-19
