Det är välkänt inom teknikområdet att mekaniska toleranser har en stor effekt på precision och noggrannhet för varje typ av anordning som kan tänkas, oavsett dess användning. Detta faktum är också santstegmotorer. Till exempel har en standardbyggd stegmotor en toleransnivå på cirka ±5 procent fel per steg. Dessa är förresten icke-ackumulerande fel. De flesta stegmotorer rör sig 1,8 grader per steg, vilket resulterar i ett potentiellt felintervall på 0,18 grader, även om vi pratar om 200 steg per rotation (se figur 1).
2-fas stegmotorer - GSSD-serien
Miniatyrstepping för noggrannhet
Med en standard, icke-kumulativ noggrannhet på ±5 procent, är det första och mest logiska sättet att öka noggrannheten att mikrostega motorn. Micro stepping är en metod för att styra stegmotorer som inte bara uppnår en högre upplösning utan jämnare rörelse vid låga hastigheter, vilket kan vara en stor fördel i vissa applikationer.
Låt oss börja med vår 1,8-graders stegvinkel. Denna stegvinkel innebär att när motorn saktar ner blir varje steg en större del av helheten. Vid långsammare och långsammare hastigheter orsakar den relativt stora stegstorleken kuggning i motorn. Ett sätt att lindra denna minskade smidighet i driften vid låga hastigheter är att minska storleken på varje motorsteg. Det är här mikrostepping blir ett viktigt alternativ.
Mikrostegning uppnås genom att använda pulsbreddsmodulerad (PWM) för att styra strömmen till motorlindningarna. Vad som händer är att motordrivaren levererar två spänningssinusvågor till motorlindningarna, som var och en är 90 grader ur fas med den andra. Så medan strömmen ökar i en lindning, minskar den i den andra lindningen för att producera en gradvis överföring av ström, vilket resulterar i jämnare rörelse och mer konsekvent vridmomentproduktion än vad man kommer att få från en standardstyrning i ett helt steg (eller till och med ett vanligt halvsteg) (se figur 2).
enkelaxelstegmotorstyrenhet +förare fungerar
När man bestämmer sig för en ökad noggrannhet baserad på mikrostegningskontroll, måste ingenjörer överväga hur detta påverkar resten av motorns egenskaper. Även om mjukheten i vridmomentleveransen, låghastighetsrörelsen och resonansen kan förbättras med hjälp av mikrostepping, hindrar typiska begränsningar i kontroll och motordesign dem från att nå sina ideala övergripande egenskaper. På grund av driften av en stegmotor kan mikrostegdrifter endast approximera en sann sinusvåg. Detta innebär att en del vridmomentrippel, resonans och brus kommer att finnas kvar i systemet även om var och en av dessa reduceras kraftigt i en mikrostegningsoperation.
Mekanisk noggrannhet
En annan mekanisk justering för att få noggrannhet i din stegmotor är att använda en mindre tröghetsbelastning. Om motorn är kopplad till en stor tröghet när den försöker stanna, kommer belastningen att orsaka en viss överrotation. Eftersom detta ofta är ett litet fel kan motorstyrningen användas för att rätta till det.
Slutligen vänder vi oss tillbaka till kontrollenheten. Denna metod kan kräva en del ingenjörsarbete. För att förbättra noggrannheten kanske du vill använda en styrenhet som är specifikt optimerad för den motor du har valt att använda. Detta är en mycket exakt metod att införliva. Ju bättre styrenhetens förmåga att manipulera motorströmmen exakt, desto mer noggrannhet kan du få från den stegmotor du använder. Detta beror på att regulatorn reglerar exakt hur mycket ström motorlindningarna får för att initiera stegrörelsen.
Precision i rörelsesystem är ett vanligt krav beroende på applikation. Att förstå hur stegsystemet samverkar för att skapa precision gör det möjligt för en ingenjör att dra nytta av den teknik som finns tillgänglig, inklusive de som används vid skapandet av de mekaniska komponenterna i varje motor.
Posttid: 19-10-2023
