အောင်လင်းအနေနဲ့၊stepper မော်တာအမျိုးမျိုးသော အလိုအလျောက်ထိန်းချုပ်မှုစနစ်များတွင် တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုနေသည့် mechatronics ၏ အဓိကထုတ်ကုန်တစ်ခုဖြစ်သည်။ မိုက်ခရိုအီလက်ထရွန်းနစ်နှင့် ကွန်ပျူတာနည်းပညာများ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်လာသည်နှင့်အမျှ Stepper မော်တာများ၏ လိုအပ်ချက်သည် တနေ့တခြား တိုးပွားလာကာ ၎င်းတို့ကို နိုင်ငံ့စီးပွားရေးနယ်ပယ်အသီးသီးတွင် အသုံးပြုကြသည်။
01 ဆိုတာဘာလဲstepper မော်တာ
Stepper motor သည် လျှပ်စစ် ပဲ့များကို စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ရွေ့လျားမှုအဖြစ် တိုက်ရိုက်ပြောင်းလဲပေးသော လျှပ်စစ်စက်ကိရိယာတစ်ခုဖြစ်သည်။ မော်တာ ကွိုင်သို့ သက်ရောက်သည့် ဆက်တိုက်၊ ကြိမ်နှုန်းနှင့် လျှပ်စစ်ပဲမျိုးစုံ အရေအတွက်တို့ကို ထိန်းချုပ်ခြင်းဖြင့်၊ stepper motor ၏ စတီယာရင်၊ အမြန်နှုန်းနှင့် လှည့်ထောင့်ကို ထိန်းချုပ်နိုင်သည်။ တည်နေရာ အာရုံခံနိုင်သော ကွင်းပိတ်တုံ့ပြန်မှုထိန်းချုပ်မှုစနစ်အား အသုံးမပြုဘဲ၊ တိကျသောအနေအထားနှင့် အမြန်နှုန်းထိန်းချုပ်မှုအား stepper motor နှင့် ၎င်း၏ပါရှိသော ယာဉ်မောင်းတို့ ပေါင်းစပ်ထားသည့် ရိုးရှင်းပြီး ကုန်ကျစရိတ်သက်သာသော အဖွင့်အဝိုင်းထိန်းချုပ်မှုစနစ်ကို အသုံးပြု၍ ရရှိနိုင်သည်။
02 stepper မော်တာအခြေခံဖွဲ့စည်းပုံနှင့် အလုပ်သဘော
အခြေခံဖွဲ့စည်းပုံ:
အလုပ်လုပ်ခြင်းနိယာမ- ပြင်ပထိန်းချုပ်မှုသွေးခုန်နှုန်းနှင့်ဦးတည်ချက်အချက်ပြမှုအရ stepper မော်တာမောင်းသူသည် ၎င်း၏အတွင်းပိုင်းယုတ္တိပတ်လမ်းမှတဆင့် stepper motor windings ကိုထိန်းချုပ်ရန်အတွက်တိကျသောအချိန်အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိရှေ့သို့သို့မဟုတ်နောက်ပြန်အားဖြည့်ပေးသည်၊ သို့မှသာမော်တာရှေ့သို့ / နောက်ပြန်လှည့်ခြင်းသို့မဟုတ်သော့ခတ်ရန်။
ဥပမာအဖြစ် 1.8 ဒီဂရီ two-phase stepper motor ကိုယူပါ- အကွေ့အကောက်နှစ်ခုလုံးအား အားကောင်းစေပြီး စိတ်လှုပ်ရှားသောအခါ၊ မော်တာအထွက်ဝင်ရိုးသည် ငုတ်လျှိုးနေပြီး သော့ခတ်ထားသည့်အနေအထားတွင် ရှိနေမည်ဖြစ်သည်။ အဆင့်သတ်မှတ်ထားသော လက်ရှိတွင် မော်တာအား သော့ခတ်ထားမည့် အမြင့်ဆုံး torque မှာ လက်ကိုင် torque ဖြစ်သည်။ အကွေ့အကောက်များထဲမှ လျှပ်စီးကြောင်းကို ပြန်ညွှန်းပါက၊ မော်တာသည် ပေးထားသည့် ဦးတည်ချက်အတိုင်း အဆင့်တစ်ဆင့် (၁.၈ ဒီဂရီ) လှည့်သွားမည်ဖြစ်သည်။
အလားတူပင်၊ အခြားအကွေ့အကောက်များမှ လျှပ်စီးကြောင်းသည် ဦးတည်ချက်ပြောင်းသွားပါက၊ မော်တာသည် ယခင်နှင့် ဆန့်ကျင်ဘက်ဘက်သို့ ခြေတစ်လှမ်း (၁.၈ ဒီဂရီ) လှည့်သွားမည်ဖြစ်သည်။ ကွိုင်အကွေ့အကောက်များမှတဆင့် လျှပ်စီးကြောင်းများကို စိတ်လှုပ်ရှားခြင်းသို့ ဆက်တိုက်ပြန်ညွှန်းသောအခါ၊ မော်တာသည် တိကျမှုအလွန်မြင့်မားသော ဦးတည်ရာသို့ အဆက်မပြတ် လှည့်ပတ်သွားမည်ဖြစ်သည်။ နှစ်ဆင့် stepper မော်တာလည်ပတ်မှု၏ 1.8 ဒီဂရီအတွက် တစ်ပတ်လျှင် ခြေလှမ်း 200 ကြာသည်။
အဆင့်နှစ်ဆင့်ပါ မော်တာများတွင် အကွေ့အကောက် နှစ်မျိုးရှိသည်- bipolar နှင့် unipolar။ Bipolar မော်တာများသည် အဆင့်တစ်ခုလျှင် အကွေ့အကောက်များသော ကွိုင်တစ်ခုသာ ရှိသည်၊ တူညီသော ကွိုင်အတွင်းရှိ မော်တာ၏ စဉ်ဆက်မပြတ် လည်ပတ်မှုသည် ဆက်တိုက် ပြောင်းလဲနိုင်သော စိတ်လှုပ်ရှားမှု ဖြစ်စေရန်၊ drive circuit ၏ ဒီဇိုင်းသည် စီတန်းပြောင်းရန်အတွက် အီလက်ထရွန်နစ်ခလုတ် ရှစ်ခု လိုအပ်ပါသည်။
Unipolar မော်တာများသည် အဆင့်တစ်ခုစီတွင် ဆန့်ကျင်ဘက်ဝင်ရိုးစွန်း၏ အကွေ့အကောက်များသော ကွိုင်နှစ်ခုနှင့် မော်တာတို့ရှိသည်။
တူညီသောအဆင့်တွင် အကွေ့အကောက်များသော ကွိုင်နှစ်ခုအား အားဖြည့်ပေးခြင်းဖြင့် စဉ်ဆက်မပြတ် လှည့်ပတ်သည်။
drive circuit ကို အီလက်ထရွန်းနစ် ခလုတ်လေးခုသာ လိုအပ်ရန် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားသည်။ စိတ်ကြွစေတယ်။
drive mode သည် motor ၏ output torque နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက 40% ခန့် တိုးလာသည်။
အဆင့်တစ်ခုစီ၏ အကွေ့အကောက်ကွိုင်များသည် 100% စိတ်လှုပ်ရှားနေသောကြောင့် unipolar drive မုဒ်။
03, Stepper မော်တာဝန်
A. Moment load (Tf)
Tf = G * r
G: ဝန်အလေးချိန်
r: အချင်းဝက်
B. Inertia load (TJ)
TJ = J * dw/dt
J = M * (R12+R22) / 2 (Kg * cm)
M : Load ဒြပ်ထု
R1- အပြင်လက်စွပ်၏ အချင်းဝက်
R2- အတွင်းလက်စွပ်၏ အချင်းဝက်
dω/dt- ထောင့်ချိုးအရှိန်
04၊ stepper motor speed-torque မျဉ်းကွေး
speed-torque curve သည် stepper ၏ output လက္ခဏာများ၏ အရေးကြီးသော ဖော်ပြချက်ဖြစ်သည်။
မော်တာများ။
A. Stepper motor လည်ပတ်မှု ကြိမ်နှုန်းအချက်
တစ်ချိန်တည်းတွင် stepper motor motor ၏အမြန်နှုန်းတန်ဖိုး။
n = q * Hz / (360 * D)
n- အလှည့်/စက္ကန့်
Hz- ကြိမ်နှုန်းတန်ဖိုး
D: Drive circuit interpolation တန်ဖိုး
q: stepper motor ခြေလှမ်းထောင့်
ဥပမာအားဖြင့်၊ 1/2 interpolation drive ပါရှိသော pitch angle 1.8° ရှိသော stepper motor(ဆိုလိုသည်မှာ ခြေလှမ်းတစ်ခုလျှင် 0.9°) သည် လည်ပတ်မှုအကြိမ်ရေ 500 Hz တွင် 1.25 r/s အမြန်နှုန်းရှိသည်။
B. Stepper မော်တာ ကိုယ်တိုင် စတင်သည့်နေရာ
Stepper မော်တာကို စတင်နိုင်ပြီး တိုက်ရိုက်ရပ်တန့်နိုင်သည့် ဧရိယာ။
C. အဆက်မပြတ်လည်ပတ်နေသောဧရိယာ
ဤဧရိယာတွင်၊ stepper မော်တာအား တိုက်ရိုက်စတင် သို့မဟုတ် ရပ်တန့်၍မရပါ။ Stepper မော်တာများဤဧရိယာသည် ပထမဦးစွာ မိမိကိုယ်တိုင် စတင်သည့်နေရာကို ဖြတ်သန်းပြီးနောက် နေရာကိုရောက်ရှိရန် အရှိန်မြှင့်ရမည်ဖြစ်သည်။လည်ပတ်ဧရိယာ။ အလားတူပင်၊ ဤဧရိယာရှိ stepper motor သည် တိုက်ရိုက် ဘရိတ်မရပါ၊မဟုတ်ပါက stepper motor ကို step out လုပ်ရန်လွယ်ကူသည်၊ ပထမဦးစွာ အရှိန်လျှော့ရပါမည်။မိမိဘာသာ စတင်သည့်နေရာကို ချိုးဖျက်ပြီးနောက်၊
D. Stepper motor သည် အများဆုံး စတင်သည့် အကြိမ်ရေ
stepper motor ၏ ခြေလှမ်းလည်ပတ်မှု မဆုံးရှုံးစေရန် သေချာစေရန် Motor no-load state၊အမြင့်ဆုံးသွေးခုန်နှုန်း။
E. Stepper မော်တာ အများဆုံးလည်ပတ်မှုအကြိမ်ရေ
မော်တာသည် ခြေတစ်လှမ်းမဆုံးရှုံးဘဲ လည်ပတ်ရန် စိတ်လှုပ်ရှားနေသည့် အမြင့်ဆုံး သွေးခုန်နှုန်း ကြိမ်နှုန်းအဘယ်သူမျှမဝန်အောက်မှာ။
F. Stepper motor စတင် torque/pull-in torque
စတင်ရန်နှင့် စတင်လည်ပတ်ရန်၊ မလိုအပ်ဘဲ အချို့သော သွေးခုန်နှုန်းကြိမ်နှုန်းတွင် stepper motor ကိုတွေ့ဆုံရန်အများဆုံး load torque ၏ခြေလှမ်းများဆုံးရှုံး။
G. Stepper motor လည်ပတ်နေသော torque/draw-in torque
stepper motor ၏တည်ငြိမ်သောလည်ပတ်မှုကိုကျေနပ်စေသောအမြင့်ဆုံးဝန် torqueခြေလှမ်းမဆုံးရှုံးဘဲ အချို့သော သွေးခုန်နှုန်း ကြိမ်နှုန်း။
05 Stepper မော်တာအရှိန်အဟုန်/အရှိန်လျော့ခြင်း ရွေ့လျားမှုကို ထိန်းချုပ်ခြင်း။
stepper motor ကိုလည်ပတ်သောအခါကြိမ်နှုန်းအမှတ်အမြန်နှုန်း-torque မျဉ်းကွေး၏စဉ်ဆက်မပြတ်လည်ပတ်မှုဒေသ၊ မော်တာစတင်ခြင်း သို့မဟုတ် အရှိန်ရပ်တန့်ခြင်း သို့မဟုတ် အရှိန်လျှော့နည်းကို အတိုချုံးနည်းအချိန်၊ သို့မှသာ မော်တာသည် အကောင်းဆုံးအမြန်နှုန်းအခြေအနေတွင် ပိုကြာအောင် လည်ပတ်စေပြီး၊မော်တာ၏ ထိရောက်သော လည်ပတ်ချိန်သည် အလွန်အရေးကြီးပါသည်။
အောက်ပါပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း၊ stepper motor ၏ dynamic torque characteristic curve သည်အနိမ့်အမြန်နှုန်းမှာ အလျားလိုက် မျဉ်းဖြောင့်၊ အရှိန်ပြင်းစွာဖြင့်၊ မျဉ်းကွေးသည် အဆများစွာ လျော့ကျသွားသည်။inductance ၏လွှမ်းမိုးမှုကြောင့်။
stepper motor load သည် TL ဖြစ်သည်ကိုကျွန်ုပ်တို့သိသည်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် F0 မှ F1 in သို့အရှိန်မြှင့်လိုသည်ဆိုပါစို့အတိုဆုံးအချိန် (tr)၊ အတိုဆုံးအချိန် tr ကို ဘယ်လိုတွက်မလဲ။
(1) ပုံမှန် TJ = 70% Tm
(2) tr = 1.8 * 10 -5 * J * q * (F1-F0)/(TJ -TL)၊
(3) F (t) = (F1-F0) * t/tr + F0, 0
B. မြန်နှုန်းမြင့် အခြေအနေတွင် ကိန်းဂဏန်း အရှိန်
(၁) ပုံမှန်
TJ0 = 70%Tm0
TJ1 = 70%Tm1
TL = 60% Tm1
(၂)
tr = F4 * In [(TJ 0-TL)/(TJ 1-TL)]
(၃)
F (t) = F2 * [1 - e^(-t/F4)] + F0၊ 0
F2 = (TL-TJ 0) * (F1-F0)/TJ 1-TJ 0)
F4 = 1.8 * 10-5 * J * q * F2/(TJ 0-TL)
မှတ်စုများ။
J သည် ဝန်အောက်ရှိ မော်တာရဟတ်၏ လည်ပတ်အားအား ညွှန်ပြသည်။
q သည် stepper motor ၏ step angle ဖြစ်သည့် step တစ်ခုစီ၏ rotation angle ဖြစ်သည်။
drive တစ်ခုလုံး၏ဖြစ်ရပ်။
deceleration operation တွင်၊ အထက်ဖော်ပြပါ acceleration pulse frequency ကို ပြောင်းပြန်လုပ်နိုင်သည်။
တွက်ချက်သည်။
06 stepper motor တုန်ခါမှုနှင့်ဆူညံသံ
ယေဘုယျအားဖြင့်ပြောရလျှင် stepper motor သည် no-load operation တွင် မော်တာလည်ပတ်သည့်အကြိမ်နှုန်းဖြစ်သည်။motor rotor ၏ မွေးရာပါ ကြိမ်နှုန်းနှင့် နီးစပ်သော သို့မဟုတ် ညီမျှသည် ပဲ့တင်ထပ်မည် လေးနက်မည်ဖြစ်သည်။step phenomenon ထဲက ဖြစ်ပေါ်လာတာပါ။
ပဲ့တင်ထပ်ခြင်းအတွက် ဖြေရှင်းချက်များစွာ
က။ တုန်ခါမှုဇုန်ကို ရှောင်ပါ- မော်တာ၏ လည်ပတ်မှုအကြိမ်ရေသည် အတွင်းထဲသို့ ကျမသွားစေရန်တုန်ခါမှုအကွာအဝေး
B. အပိုင်းခွဲဒရိုက်ဗ်မုဒ်ကို အသုံးပြုပါ- တုန်ခါမှုကို လျှော့ချရန် မိုက်ခရိုအဆင့် ဒရိုက်ဗ်မုဒ်ကို အသုံးပြုပါ။
တစ်ခုချင်းစီ၏ ကြည်လင်ပြတ်သားမှုကို မြှင့်တင်ရန် မူလအဆင့်တစ်ဆင့်ကို အဆင့်များစွာသို့ ပိုင်းခြားထားသည်။
မော်တာခြေလှမ်း။ မော်တာ၏ အဆင့်မှ လက်ရှိအချိုးကို ချိန်ညှိခြင်းဖြင့် ၎င်းကို အောင်မြင်နိုင်သည်။
Microstepping သည် step angle တိကျမှုကို မတိုးစေဘဲ မော်တာကို ပိုမိုလည်ပတ်စေသည်။
ချောချောမွေ့မွေ့နှင့် ဆူညံသံနည်းသည်။ torque သည် ယေဘူယျအားဖြင့် ခြေလှမ်းတစ်ဝက် လည်ပတ်မှုအတွက် 15% နိမ့်သည်။
full-step operation အတွက်ထက်၊ sine wave current control အတွက် 30% ပိုနည်းတယ်။
စာတိုက်အချိန်- နိုဝင်ဘာ-၀၉-၂၀၂၂