Керування прискоренням та уповільненням крокового двигуна

Кроковий двигунпринцип роботи
Зазвичай ротор двигуна є постійним магнітом. Коли струм протікає через обмотку статора, обмотка статора створює векторне магнітне поле. Це магнітне поле змушує ротор обертатися на кут, так що напрямок пари магнітних полів ротора збігається з напрямком поля статора. Коли векторне магнітне поле статора обертається на кут.

Кроковий двигунце різновид асинхронного двигуна, його принцип роботи полягає у використанні електронної схеми, де постійний струм перетворюється на джерело живлення з розподілом часу та багатофазний струм керування синхронізацією. Завдяки цьому струму живлення крокового двигуна кроковий двигун може працювати належним чином. Драйвер призначений для джерела живлення з розподілом часу крокового двигуна та багатофазного контролера синхронізації.

З кожним вхідним електричним імпульсом двигун обертається на один кут вперед. Його вихідне кутове зміщення пропорційне кількості вхідних імпульсів, а швидкість пропорційна частоті імпульсів. Змінюючи порядок живлення обмотки, двигун обертатиметься у зворотному напрямку. Таким чином, ви можете контролювати кількість імпульсів, частоту та порядок живлення кожної фази обмотки двигуна для керування обертанням крокового двигуна.

Точність загального крокового двигуна становить 3-5% від кута кроку, і вона не накопичується.

Крутний момент крокового двигуна зменшується зі збільшенням швидкості. Під час обертання крокового двигуна індуктивність кожної фази обмотки двигуна утворює зворотний електричний потенціал; чим вища частота, тим більший зворотний електричний потенціал. Під його дією частота (або швидкість) двигуна збільшується, а фазний струм зменшується, що призводить до зменшення крутного моменту.

Кроковий двигун може нормально працювати на низькій швидкості, але якщо швидкість перевищує певну, він не запуститься та супроводжуватиметься свистячим звуком.

Кроковий двигун має технічний параметр: частоту запуску без навантаження, тобто кроковий двигун може запускатися нормально у випадку частоти імпульсів без навантаження. Якщо частота імпульсів вища за це значення, двигун не може запускатися нормально, що може призвести до збою ходу або блокування.

У випадку навантаження, пускова частота повинна бути нижчою. Якщо двигун має досягти високої швидкості обертання, частота імпульсів повинна мати процес прискорення, тобто пускова частота повинна бути нижчою, а потім підвищуватися до бажаної високої частоти (швидкість двигуна від низької швидкості до високої) при певному прискоренні.

Чомукрокові двигунипотрібно контролювати за допомогою зниження швидкості
Швидкість крокового двигуна залежить від частоти імпульсів, кількості зубців ротора та кількості коливань. Його кутова швидкість пропорційна частоті імпульсів і синхронізована з імпульсом. Таким чином, якщо кількість зубців ротора та кількість робочих коливань визначені, бажану швидкість можна отримати, контролюючи частоту імпульсів. Оскільки кроковий двигун запускається за допомогою свого синхронного моменту, пускова частота не є високою, щоб не втрачати такт. Особливо це стосується збільшення потужності, збільшення діаметра ротора, збільшення інерції, а пускова частота та максимальна робоча частота можуть відрізнятися до десяти разів.

Характеристики пускової частоти крокового двигуна такі, що кроковий двигун не може запускатися безпосередньо з робочої частоти, а має процес запуску, тобто поступове збільшення швидкості з низької до робочої. Зупинка відбувається, коли робоча частота не може одразу впасти до нуля, але має процес поступового зниження швидкості до нуля на високій швидкості.

Таким чином, робота крокового двигуна зазвичай повинна проходити через три етапи: розгін, рівномірна швидкість, уповільнення, при цьому процес розгону та уповільнення має бути якомога коротшим, а час постійної швидкості якомога довшим. Особливо в роботах, що потребують швидкої реакції, час, необхідний для проходження від початкової точки до кінцевої, є найкоротшим, що має вимагати якомога коротшого процесу розгону та уповільнення, а також найвищої швидкості при постійній швидкості.

Алгоритм прискорення та уповільнення є однією з ключових технологій в управлінні рухом та одним з ключових факторів для досягнення високої швидкості та високої ефективності. У промисловому управлінні, з одного боку, процес обробки повинен бути плавним та стабільним, з невеликим впливом гнучкості; з іншого боку, він вимагає швидкого часу відгуку та швидкої реакції. Сучасна промислова обробка вирішує ключову проблему забезпечення точності керування для підвищення ефективності обробки, досягнення плавного та стабільного механічного руху. Алгоритми прискорення та уповільнення, які зазвичай використовуються в сучасних системах керування рухом, включають: трапецієподібну криву прискорення та уповільнення, експоненціальну криву прискорення та уповільнення, S-подібну криву прискорення та уповільнення, параболічну криву прискорення та уповільнення тощо.

Прискорення та уповільнення трапецієподібної кривої
Визначення: Лінійне прискорення/сповільнення (прискорення/сповільнення від початкової швидкості до цільової швидкості) з певним співвідношенням

Формула розрахунку: v(t)=Vo+at

Переваги та недоліки: Трапецієподібна крива характеризується простим алгоритмом, меншими витратами часу, швидкою реакцією, високою ефективністю та легкістю реалізації. Однак, етапи рівномірного прискорення та уповільнення не відповідають закону зміни швидкості крокового двигуна, і точка переходу між змінною швидкістю та рівномірною швидкістю не може бути плавною. Тому цей алгоритм в основному використовується в тих випадках, коли вимоги до процесу прискорення та уповільнення не є високими.

Експоненціальна крива прискорення та уповільнення
Визначення: Це означає прискорення та уповільнення за допомогою експоненціальної функції.

Індекс оцінки керування прискоренням та уповільненням:
1. Похибка траєкторії та положення машини повинна бути якомога меншою.

2. Процес руху машини плавний, тремтіння невелике, а реакція швидка.

3, алгоритм прискорення та уповільнення має бути максимально простим, легким у реалізації та відповідати вимогам керування в режимі реального часу.

Якщо ви бажаєте спілкуватися та співпрацювати з нами, будь ласка, зв'яжіться з нами.
Ми тісно взаємодіємо з нашими клієнтами, прислухаємося до їхніх потреб та реагуємо на їхні запити. Ми вважаємо, що взаємовигідне партнерство базується на якості продукції та обслуговуванні клієнтів.

Changzhou Vic-tech Motor Technology Co., Ltd. – це професійна дослідницька та виробнича організація, що спеціалізується на дослідженнях та розробках у галузі двигунів, комплексних рішеннях для застосування в двигунах, а також обробці та виробництві моторної продукції. Ltd. спеціалізується на виробництві мікродвигунів та аксесуарів з 2011 року. Наша основна продукція: мініатюрні крокові двигуни, мотор-редуктори, мотор-редуктори, підводні рушії, а також драйвери та контролери двигунів.

Наша команда має понад 20 років досвіду в проектуванні, розробці та виробництві мікромоторів, і може розробляти продукти та допомагати клієнтам у дизайні відповідно до їхніх особливих потреб! Наразі ми продаємо продукцію переважно клієнтам у сотнях країн Азії, Північної Америки та Європи, таких як США, Великобританія, Корея, Німеччина, Канада, Іспанія тощо. Наша бізнес-філософія «цілісність та надійність, орієнтованість на якість», ціннісні норми «клієнт понад усе» пропагують орієнтовані на продуктивність інновації, співпрацю, ефективний дух підприємництва, створення «будуй та ділись». Кінцева мета — створити максимальну цінність для наших клієнтів.