စတက်ပါ မော်တာများfeedback devices (ဥပမာ open-loop control) မသုံးဘဲ speed control နဲ့ positioning control အတွက် အသုံးပြုနိုင်ပါတယ်။ ဒါကြောင့် ဒီ drive solution ဟာ စီးပွားရေးအရရော ယုံကြည်စိတ်ချရမှုပါ ရှိပါတယ်။ automation equipment, tools တွေမှာ stepper drive ကို ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် အသုံးပြုခဲ့ကြပါတယ်။ ဒါပေမယ့် နည်းပညာပိုင်းဆိုင်ရာ ဝန်ထမ်းတွေရဲ့ အသုံးပြုသူ အများအပြားဟာ သင့်တော်တဲ့ stepper motor ကို ဘယ်လိုရွေးချယ်ရမလဲ၊ stepper drive ရဲ့ အကောင်းဆုံးစွမ်းဆောင်ရည်ကို ဘယ်လိုဖန်တီးရမလဲဆိုတဲ့ မေးခွန်းတွေ ရှိနေပါတယ်။ ဒီစာတမ်းမှာ stepper motor ရွေးချယ်မှုအကြောင်း ဆွေးနွေးထားပြီး stepper motor အင်ဂျင်နီယာအတွေ့အကြုံတွေကို အသုံးချမှုကို အဓိကထား ဆွေးနွေးထားပါတယ်။ automation equipment တွေမှာ stepper motor တွေရဲ့ လူကြိုက်များမှုဟာ reference မှာ အခန်းကဏ္ဍတစ်ခုကနေ ပါဝင်လာမယ်လို့ မျှော်လင့်ပါတယ်။
၁။ မိတ်ဆက်ခြင်းစတက်ပါ မော်တာ
stepper motor ကို pulse motor သို့မဟုတ် step motor ဟုလည်း လူသိများသည်။ input pulse signal အရ excitation state ပြောင်းလဲတိုင်း ထောင့်တစ်ခုဖြင့် ရွေ့လျားပြီး excitation state မပြောင်းလဲသည့်အခါ အနေအထားတစ်ခုတွင် တည်ငြိမ်နေသည်။ ၎င်းသည် stepper motor အား input pulse signal ကို output အတွက် သက်ဆိုင်ရာ angular displacement အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲနိုင်စေသည်။ input pulses အရေအတွက်ကို ထိန်းချုပ်ခြင်းဖြင့် အကောင်းဆုံး positioning ရရှိရန် output ၏ angular displacement ကို တိကျစွာ ဆုံးဖြတ်နိုင်သည်။ input pulses များ၏ frequency ကို ထိန်းချုပ်ခြင်းဖြင့် output ၏ angular speed ကို တိကျစွာ ထိန်းချုပ်နိုင်ပြီး speed regulation ၏ ရည်ရွယ်ချက်ကို အောင်မြင်နိုင်သည်။ ၁၉၆၀ ပြည့်လွန်နှစ်များနှောင်းပိုင်းတွင် လက်တွေ့ကျသော stepper motor အမျိုးမျိုး ပေါ်ပေါက်လာခဲ့ပြီး လွန်ခဲ့သော ၄၀ နှစ်တာကာလအတွင်း အလျင်အမြန် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်လာခဲ့သည်။ Stepper motor များသည် DC motor များ၊ asynchronous motor များအပြင် synchronous motor များကိုလည်း အသုံးပြုလာနိုင်ခဲ့ပြီး အခြေခံ motor အမျိုးအစားတစ်ခု ဖြစ်လာခဲ့သည်။ stepper motor အမျိုးအစား သုံးမျိုးရှိသည်- reactive (VR အမျိုးအစား)၊ permanent magnet (PM အမျိုးအစား) နှင့် hybrid (HB အမျိုးအစား)။ hybrid stepper motor သည် stepper motor ၏ ပထမဆုံးပုံစံနှစ်မျိုး၏ အားသာချက်များကို ပေါင်းစပ်ထားသည်။ stepper မော်တာတွင် rotor (rotor core၊ အမြဲတမ်းသံလိုက်များ၊ shaft၊ ball bearing)၊ stator (winding၊ stator core)၊ ရှေ့နှင့်နောက်အဖုံးများ စသည်တို့ ပါဝင်သည်။ အဖြစ်အများဆုံး two-phase hybrid stepper မော်တာတွင် သွားကြီး ၈ ချောင်းပါသော stator၊ သွားငယ် ၄၀ နှင့် သွားငယ် ၅၀ ပါသော rotor ပါဝင်ပြီး three-phase မော်တာတွင် သွားကြီး ၉ ချောင်းပါသော stator၊ သွားငယ် ၄၅ ချောင်းနှင့် သွားငယ် ၅၀ ပါသော rotor ပါဝင်သည်။
၂။ ထိန်းချုပ်မှုမူ
ထိုစတက်ပါ မော်တာပါဝါထောက်ပံ့မှုနှင့် တိုက်ရိုက်ချိတ်ဆက်၍မရပါ၊ လျှပ်စစ် pulse signal များကို တိုက်ရိုက်လက်ခံ၍မရပါ၊ ၎င်းကို ပါဝါထောက်ပံ့မှုနှင့် ထိန်းချုပ်ကိရိယာနှင့် အပြန်အလှန်ဆက်သွယ်ရန် အထူး interface တစ်ခုဖြစ်သည့် stepper motor driver မှတစ်ဆင့် သိရှိရမည်ဖြစ်သည်။ stepper motor driver သည် ယေဘုယျအားဖြင့် ring distributor နှင့် power amplifier circuit တို့ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည်။ ring divider သည် controller မှ control signal များကို လက်ခံရရှိသည်။ pulse signal လက်ခံရရှိတိုင်း ring divider ၏ output ကို တစ်ကြိမ်ပြောင်းလဲသောကြောင့် pulse signal ၏ ရှိနေခြင်း သို့မဟုတ် မရှိခြင်းနှင့် frequency သည် stepper motor ၏ speed သည် မြင့်သည် သို့မဟုတ် နိမ့်သည်၊ စတင်ရန် သို့မဟုတ် ရပ်တန့်ရန် အရှိန်မြှင့်သည် သို့မဟုတ် နှေးကွေးသည်ဆိုသည်ကို ဆုံးဖြတ်နိုင်သည်။ ring distributor သည် controller မှ direction signal ကိုလည်း စောင့်ကြည့်ပြီး ၎င်း၏ output state transition များသည် positive သို့မဟုတ် negative အစီအစဉ်တွင် ရှိမရှိ ဆုံးဖြတ်ရမည်ဖြစ်ပြီး stepper motor ၏ steering ကို ဆုံးဖြတ်ပေးရမည်။
၃။ အဓိက ကန့်သတ်ချက်များ
①ဘလောက်နံပါတ်- အဓိကအားဖြင့် ၂၀၊ ၂၈၊ ၃၅၊ ၄၂၊ ၅၇၊ ၆၀၊ ၈၆ စသည်ဖြင့်။
②အဆင့်နံပါတ်: stepper မော်တာအတွင်းရှိ ကွိုင်အရေအတွက်၊ stepper မော်တာအဆင့်နံပါတ်တွင် ယေဘုယျအားဖြင့် နှစ်အဆင့်၊ သုံးအဆင့်၊ ငါးအဆင့်ရှိသည်။ တရုတ်နိုင်ငံတွင် နှစ်အဆင့် stepper မော်တာများကို အဓိကအသုံးပြုပြီး သုံးအဆင့်တွင်လည်း အသုံးချမှုအချို့ရှိသည်။ ဂျပန်နိုင်ငံတွင် ငါးအဆင့် stepper မော်တာများကို ပိုမိုအသုံးပြုလေ့ရှိသည်။
③ ခြေလှမ်းထောင့်- မော်တာရိုတာလည်ပတ်မှု၏ထောင့်ရွေ့လျားမှုနှင့်ကိုက်ညီသော pulse signal နှင့်ကိုက်ညီသည်။ ခြေလှမ်းမော်တာခြေလှမ်းထောင့်တွက်ချက်မှုပုံသေနည်းမှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်။
ခြေလှမ်းထောင့် = 360° ÷ (2mz)
m ဆိုတာ stepper motor ရဲ့ phases အရေအတွက်ပါ။
Z ဆိုသည်မှာ stepper motor ၏ rotor ၏ သွားအရေအတွက် ဖြစ်သည်။
အထက်ပါဖော်မြူလာအရ နှစ်ဆင့်၊ သုံးဆင့်နှင့် ငါးဆင့် stepper မော်တာများ၏ step angle များသည် အသီးသီး 1.8°၊ 1.2° နှင့် 0.72° ဖြစ်သည်။
④ ထိန်းထားနိုင်သော torque: မော်တာ၏ stator winding ၏ torque ကို rated current မှတစ်ဆင့် တွက်ချက်သော်လည်း rotor လည်ပတ်ခြင်းမရှိသောကြောင့် stator သည် rotor ကို lock ချထားသည်။ ထိန်းထားသော torque သည် stepper မော်တာများ၏ အရေးကြီးဆုံး parameter ဖြစ်ပြီး မော်တာရွေးချယ်မှုအတွက် အဓိကအခြေခံဖြစ်သည်။
⑤ တည်နေရာလှည့်အား- မော်တာသည် လျှပ်စီးကြောင်းကို မဖြတ်သန်းသည့်အခါ ပြင်ပအားဖြင့် ရိုတာကို လှည့်ရန် လိုအပ်သော လှည့်အားဖြစ်သည်။ လှည့်အားသည် မော်တာကို အကဲဖြတ်ရန် စွမ်းဆောင်ရည်ညွှန်းကိန်းများထဲမှ တစ်ခုဖြစ်ပြီး အခြား parameter များတူညီပါက တည်နေရာလှည့်အား နည်းလေ "slot effect" နည်းလေဖြစ်ပြီး မြန်နှုန်းနိမ့်တွင် မော်တာလည်ပတ်မှု ချောမွေ့စေရန် ပိုမိုကောင်းမွန်လေဖြစ်သည်။ လှည့်အားကြိမ်နှုန်း ဝိသေသလက္ခဏာများ- အဓိကအားဖြင့် ဆွဲထုတ်ထားသော လှည့်အားကြိမ်နှုန်း ဝိသေသလက္ခဏာများကို ရည်ညွှန်းပြီး မော်တာတည်ငြိမ်စွာလည်ပတ်မှုသည် အမြင့်ဆုံးလှည့်အားကို ခံနိုင်ရည်ရှိပြီး ခြေလှမ်းများ မဆုံးရှုံးဘဲ ခံနိုင်ရည်ရှိသည်။ moment-frequency curve ကို အမြင့်ဆုံးလှည့်အားနှင့် ခြေလှမ်းများ မဆုံးရှုံးဘဲ မြန်နှုန်း (ကြိမ်နှုန်း) အကြား ဆက်နွယ်မှုကို ဖော်ပြရန် အသုံးပြုသည်။ လှည့်အားကြိမ်နှုန်း curve သည် stepper မော်တာ၏ အရေးကြီးသော parameter တစ်ခုဖြစ်ပြီး မော်တာရွေးချယ်မှုအတွက် အဓိကအခြေခံဖြစ်သည်။
⑥ အဆင့်သတ်မှတ်ထားသော လျှပ်စီးကြောင်း- အဆင့်သတ်မှတ်ထားသော torque ကို ထိန်းသိမ်းရန် လိုအပ်သော မော်တာ winding current၊ ထိရောက်သောတန်ဖိုး
၄။ အမှတ်များရွေးချယ်ခြင်း
စက်မှုလုပ်ငန်းသုံး အသုံးချမှုများတွင် stepper motor ၏ အမြန်နှုန်းသည် 600 ~ 1500rpm အထိရှိပြီး၊ အမြန်နှုန်းမြင့်မားပါက closed-loop stepper motor drive ကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားနိုင်သည်၊ သို့မဟုတ် ပိုမိုသင့်လျော်သော servo drive program stepper motor ရွေးချယ်မှုအဆင့်များကို ရွေးချယ်နိုင်သည် (အောက်ပါပုံကိုကြည့်ပါ)။
(၁) ခြေလှမ်းထောင့်ရွေးချယ်မှု
မော်တာ၏ အဆင့်အရေအတွက်အရ အဆင့်ထောင့် သုံးမျိုးရှိသည်- ၁.၈° (အဆင့်နှစ်ဆင့်)၊ ၁.၂° (အဆင့်သုံးဆင့်)၊ ၀.၇၂° (အဆင့်ငါးဆင့်)။ ဟုတ်ပါတယ်၊ အဆင့်ငါးဆင့်အဆင့်ထောင့်က အမြင့်ဆုံးတိကျမှုရှိပေမယ့် သူ့ရဲ့မော်တာနဲ့ ဒရိုက်ဘာက ပိုစျေးကြီးတာကြောင့် တရုတ်နိုင်ငံမှာ ရှားရှားပါးပါးပဲ အသုံးပြုကြပါတယ်။ ထို့အပြင်၊ အဓိက stepper ဒရိုက်ဘာများသည် ယခုအခါ subdivision drive နည်းပညာကို အသုံးပြုနေကြပြီး၊ အောက်ဖော်ပြပါ subdivision ၄ ခုတွင်၊ subdivision step angle တိကျမှုကို အာမခံနိုင်ဆဲဖြစ်သောကြောင့် အဆင့်ထောင့်တိကျမှုညွှန်းကိန်းများကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားပါက၊ အဆင့်ငါးဆင့် stepper မော်တာကို နှစ်ဆင့် သို့မဟုတ် သုံးဆင့် stepper မော်တာဖြင့် အစားထိုးနိုင်ပါသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ 5mm screw load အတွက် ခဲတစ်မျိုးမျိုးကို အသုံးပြုရာတွင်၊ two-phase stepping motor ကိုအသုံးပြုပြီး driver ကို subdivision ၄ ခုတွင်သတ်မှတ်ထားပါက၊ မော်တာ၏ revolution တစ်ခုလျှင် pulses အရေအတွက်မှာ 200 x 4 = 800 ဖြစ်ပြီး pulse equivalent မှာ 5 ÷ 800 = 0.00625mm = 6.25μm ဖြစ်သောကြောင့် ဤတိကျမှုသည် အသုံးချမှုလိုအပ်ချက်အများစုကို ဖြည့်ဆည်းပေးနိုင်ပါသည်။
(၂) တည်ငြိမ်သော torque (ထိန်းထားသော torque) ရွေးချယ်မှု
အသုံးများသော ဝန်ထုတ်လွှတ်မှု ယန္တရားများတွင် synchronous belts၊ filament bars၊ rack and pinion စသည်တို့ ပါဝင်သည်။ ဖောက်သည်များသည် ဦးစွာ ၎င်းတို့၏ စက်ဝန် (အဓိကအားဖြင့် acceleration torque နှင့် friction torque) ကို မော်တာ shaft ပေါ်ရှိ လိုအပ်သော load torque အဖြစ် ပြောင်းလဲတွက်ချက်သည်။ ထို့နောက် လျှပ်စစ်ပန်းများမှ လိုအပ်သော အမြင့်ဆုံးလည်ပတ်မှုအမြန်နှုန်းအရ၊ လိုအပ်သော မော်တာအမြန်နှုန်း 300pm သို့မဟုတ် ထို့ထက်နည်းသော အသုံးချမှုအတွက် stepper မော်တာ၏ သင့်လျော်သော holding torque ကို ရွေးချယ်ရန် အောက်ပါအသုံးပြုမှုကိစ္စနှစ်ခုကို အသုံးပြုသည်။ ①: စက်ဝန်ကို မော်တာ shaft လိုအပ်သော load torque T1 သို့ ပြောင်းလဲပါက၊ ဤ load torque ကို ဘေးကင်းရေးအချက် SF (ယေဘုယျအားဖြင့် 1.5-2.0 အဖြစ်ယူသည်) ဖြင့် မြှောက်သည်၊ ဆိုလိုသည်မှာ လိုအပ်သော stepper မော်တာ holding torque Tn ②2: မော်တာအမြန်နှုန်း 300pm သို့မဟုတ် ထို့ထက်ပိုသော အသုံးချမှုများအတွက်- အမြင့်ဆုံးအမြန်နှုန်း Nmax ကို သတ်မှတ်ပါ၊ စက်ဝန်ကို မော်တာ shaft သို့ ပြောင်းလဲပါက လိုအပ်သော load torque T1 ဖြစ်သည်၊ ထို့နောက် ဤ load torque ကို ဘေးကင်းရေးအချက် SF (ယေဘုယျအားဖြင့် 2.5-3.5) ဖြင့် မြှောက်ပါ၊ ၎င်းသည် holding torque Tn ကို ပေးသည်။ ရုပ်ပုံ ၄ ကို ရည်ညွှန်းပြီး သင့်လျော်သော မော်ဒယ်ကို ရွေးချယ်ပါ။ ထို့နောက် moment-frequency curve ကို အသုံးပြု၍ စစ်ဆေးနှိုင်းယှဉ်ပါ- moment-frequency curve တွင်၊ အသုံးပြုသူ လိုအပ်သော အမြင့်ဆုံးအမြန်နှုန်း Nmax သည် T2 ၏ အမြင့်ဆုံးဆုံးရှုံးသွားသော step torque နှင့် ကိုက်ညီပြီး၊ အမြင့်ဆုံးဆုံးရှုံးသွားသော step torque T2 သည် T1 ထက် 20% ထက်ပိုကြီးသင့်သည်။ မဟုတ်ပါက၊ torque ပိုကြီးသော မော်တာအသစ်ကို ရွေးချယ်ရန် လိုအပ်ပြီး အသစ်ရွေးချယ်ထားသော မော်တာ၏ torque frequency curve အရ ထပ်မံစစ်ဆေးနှိုင်းယှဉ်ရန် လိုအပ်ပါသည်။
(3) မော်တာအခြေခံနံပါတ်ကြီးလေ၊ ထိန်းထားသည့် torque ကြီးလေဖြစ်သည်။
(၄) ကိုက်ညီသော stepper driver ကို ရွေးချယ်ရန် rated current အလိုက်။
ဥပမာအားဖြင့်၊ မော်တာ 57CM23 ၏ အဆင့်သတ်မှတ်ထားသော လျှပ်စီးကြောင်းသည် 5A ဖြစ်သည်၊ ထို့နောက် ဒရိုက်၏ အများဆုံးခွင့်ပြုနိုင်သော လျှပ်စီးကြောင်း 5A ထက်ပို၍ ကိုက်ညီအောင်လုပ်ပါ (၎င်းသည် အမြင့်ဆုံးတန်ဖိုးထက် ထိရောက်သောတန်ဖိုးဖြစ်ကြောင်း ကျေးဇူးပြု၍ သတိပြုပါ)၊ မဟုတ်ပါက အမြင့်ဆုံးလျှပ်စီးကြောင်း 3A သာ ဒရိုက်ကို ရွေးချယ်ပါက မော်တာ၏ အများဆုံးထွက်ရှိမှု torque သည် 60% ခန့်သာ ရှိနိုင်သည်။
၅၊ လျှောက်လွှာအတွေ့အကြုံ
(1) stepper မော်တာ low frequency resonance ပြဿနာ
ခွဲခွဲ stepper drive သည် stepper မော်တာများ၏ နိမ့်သောကြိမ်နှုန်းပဲ့တင်သံကို လျှော့ချရန် ထိရောက်သောနည်းလမ်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ 150rpm အောက်ရှိ ခွဲခွဲ drive သည် မော်တာ၏တုန်ခါမှုကို လျှော့ချရာတွင် အလွန်ထိရောက်မှုရှိသည်။ သီအိုရီအရ ခွဲခွဲမှုကြီးလေ stepper မော်တာတုန်ခါမှုကို လျှော့ချရာတွင် အကျိုးသက်ရောက်မှု ပိုကောင်းလေဖြစ်သော်လည်း၊ အမှန်တကယ်အခြေအနေမှာ stepper မော်တာတုန်ခါမှုကို လျှော့ချရာတွင် တိုးတက်မှုအကျိုးသက်ရောက်မှု အလွန်အမင်းရောက်ရှိပြီးနောက် ခွဲခွဲမှုသည် 8 သို့မဟုတ် 16 အထိ တိုးလာခြင်းဖြစ်သည်။
မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း၊ ပြည်တွင်းနှင့်ပြည်ပတွင် anti-low-frequency resonance stepper drivers များစာရင်းတွင်ပါဝင်ခဲ့ပြီး၊ Leisai ၏ DM၊ DM-S စီးရီးထုတ်ကုန်များတွင် anti-low-frequency resonance နည်းပညာပါရှိသည်။ ဤ drivers စီးရီးသည် harmonic compensation ကို အသုံးပြုထားပြီး၊ amplitude နှင့် phase matching compensation မှတစ်ဆင့် stepper မော်တာ၏ low frequency တုန်ခါမှုကို သိသိသာသာလျှော့ချပေးနိုင်ပြီး မော်တာ၏ တုန်ခါမှုနည်းပါးပြီး ဆူညံသံနည်းပါးသော လည်ပတ်မှုကို ရရှိစေပါသည်။
(၂) stepper motor ခွဲဝေမှု၏ နေရာချထားမှုတိကျမှုအပေါ် သက်ရောက်မှု
Stepper motor subdivision drive circuit သည် device ၏ ရွေ့လျားမှု ချောမွေ့မှုကို တိုးတက်စေရုံသာမက device ၏ positioning accuracy ကိုလည်း ထိရောက်စွာ တိုးတက်စေနိုင်သည်။ စမ်းသပ်မှုများအရ- synchronous belt drive motion platform, stepper motor 4 subdivision တွင် motor ကို step တိုင်းတွင် တိကျစွာ နေရာချထားနိုင်သည်။
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၃ ခုနှစ်၊ ဇွန်လ ၁၁ ရက်