actuator အနေနဲ့၊စတက်ပါ မော်တာသည် မက္ကဲထရွန်းနစ်၏ အဓိကထုတ်ကုန်များထဲမှ တစ်ခုဖြစ်ပြီး၊ အလိုအလျောက်ထိန်းချုပ်မှုစနစ်အမျိုးမျိုးတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုကြသည်။ မိုက်ခရိုအီလက်ထရွန်းနစ်နှင့် ကွန်ပျူတာနည်းပညာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုနှင့်အတူ၊ စတက်ပါမော်တာများအတွက် ၀ယ်လိုအားသည် နေ့စဉ်နှင့်အမျှ တိုးပွားလာနေပြီး ၎င်းတို့ကို အမျိုးသားစီးပွားရေးနယ်ပယ်အမျိုးမျိုးတွင် အသုံးပြုကြသည်။
၀၁ ဆိုတာ ဘာလဲစတက်ပါ မော်တာ
စတက်ပါမော်တာသည် လျှပ်စစ်လှိုင်းများကို စက်ပိုင်းဆိုင်ရာလှုပ်ရှားမှုအဖြစ် တိုက်ရိုက်ပြောင်းလဲပေးသော လျှပ်စစ်စက်ပိုင်းဆိုင်ရာကိရိယာတစ်ခုဖြစ်သည်။ မော်တာကွိုင်သို့ သက်ရောက်သော လျှပ်စစ်လှိုင်းများ၏ အစီအစဉ်၊ ကြိမ်နှုန်းနှင့် အရေအတွက်ကို ထိန်းချုပ်ခြင်းဖြင့် စတက်ပါမော်တာ၏ စတီယာရင်၊ အမြန်နှုန်းနှင့် လည်ပတ်ထောင့်ကို ထိန်းချုပ်နိုင်သည်။ အနေအထားအာရုံခံစနစ်ပါရှိသော ပိတ်ထားသောကွင်းတုံ့ပြန်ချက်ထိန်းချုပ်မှုစနစ်ကို အသုံးမပြုဘဲ စတက်ပါမော်တာနှင့် ၎င်းနှင့်အတူပါလာသော ဒရိုင်ဘာတို့ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသော ရိုးရှင်းပြီး ကုန်ကျစရိတ်နည်းသော ကွင်းဖွင့်ထိန်းချုပ်မှုစနစ်ကို အသုံးပြု၍ တိကျသောအနေအထားနှင့် အမြန်နှုန်းထိန်းချုပ်မှုကို ရရှိနိုင်သည်။
02 စတက်ပါ မော်တာအခြေခံဖွဲ့စည်းပုံနှင့်အလုပ်လုပ်ပုံအခြေခံမူ
အခြေခံဖွဲ့စည်းပုံ:
အလုပ်လုပ်ပုံ အခြေခံမူ- ပြင်ပထိန်းချုပ်မှု pulse နှင့် direction signal အရ stepper motor driver သည် ၎င်း၏ internal logic circuit မှတစ်ဆင့် stepper motor windings များကို အချိန်ကိုက် ရှေ့သို့ သို့မဟုတ် ပြောင်းပြန် လည်ပတ်စေရန် ထိန်းချုပ်ပေးသောကြောင့် မော်တာ ရှေ့သို့/နောက်သို့ လည်ပတ်ခြင်း သို့မဟုတ် lock ချခြင်းတို့ကို ပြုလုပ်ပေးပါသည်။
ဥပမာအနေနဲ့ ၁.၈ ဒီဂရီ နှစ်ဆင့် stepper မော်တာကို ယူကြည့်ပါ- ဝါယာကြိုးနှစ်ခုစလုံးကို စွမ်းအင်ပေးပြီး လှုံ့ဆော်ပေးတဲ့အခါ မော်တာ output shaft ဟာ stationary ဖြစ်ပြီး position မှာ locked ဖြစ်နေပါလိမ့်မယ်။ မော်တာကို rated current မှာ lock လုပ်ထားစေမယ့် အမြင့်ဆုံး torque က holding torque ပါ။ ဝါယာကြိုးတစ်ခုမှာရှိတဲ့ လျှပ်စီးကြောင်းကို redirect လုပ်လိုက်ရင် မော်တာက သတ်မှတ်ထားတဲ့ ဦးတည်ရာအတိုင်း တစ်လှမ်း (၁.၈ ဒီဂရီ) လည်ပတ်ပါလိမ့်မယ်။
အလားတူပင်၊ အခြား winding ရှိ လျှပ်စီးကြောင်းသည် ဦးတည်ရာပြောင်းလဲပါက မော်တာသည် ရှေ့ winding ၏ ဆန့်ကျင်ဘက် ဦးတည်ရာသို့ တစ်လှမ်း (၁.၈ ဒီဂရီ) လည်ပတ်မည်ဖြစ်သည်။ coil winding များမှတစ်ဆင့် လျှပ်စီးကြောင်းများကို excitation သို့ အစဉ်လိုက် ပြန်ညွှန်းသောအခါ မော်တာသည် ပေးထားသော ဦးတည်ရာအတိုင်း အလွန်မြင့်မားသော တိကျမှုဖြင့် စဉ်ဆက်မပြတ် တစ်ဆင့်ပြီးတစ်ဆင့် လည်ပတ်မည်ဖြစ်သည်။ ၁.၈ ဒီဂရီ two-phase stepper မော်တာတစ်ပတ်လည်ပတ်မှုအတွက် ခြေလှမ်း ၂၀၀ လိုအပ်သည်။
နှစ်ဆင့် stepper မော်တာများတွင် winding အမျိုးအစားနှစ်မျိုးရှိသည်- bipolar နှင့် unipolar။ Bipolar မော်တာများတွင် phase တစ်ခုလျှင် winding coil တစ်ခုသာရှိပြီး မော်တာသည် coil တစ်ခုတည်းတွင် လျှပ်စီးကြောင်းကို အဆက်မပြတ်လည်ပတ်နေစေရန်အတွက် အစဉ်လိုက်ပြောင်းလဲနိုင်သော excitation တစ်ခုဖြစ်ပြီး၊ drive circuit ၏ဒီဇိုင်းတွင် အစဉ်လိုက်ပြောင်းလဲရန်အတွက် electronic switch ရှစ်ခုလိုအပ်သည်။
Unipolar မော်တာများတွင် phase တစ်ခုစီတွင် ဆန့်ကျင်ဘက် polarity ရှိသော winding coil နှစ်ခုပါရှိပြီး မော်တာသည်
တူညီသောအဆင့်တွင် ကွိုင်နှစ်ခုကို အလှည့်ကျ စွမ်းအင်ပေးခြင်းဖြင့် စဉ်ဆက်မပြတ်လည်ပတ်သည်။
ဒရိုက်ပတ်လမ်းကို အီလက်ထရွန်းနစ်ခလုတ်လေးခုသာ လိုအပ်အောင် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားသည်။ ဘိုင်ပိုလာတွင်
မောင်းနှင်မုဒ်တွင်၊ မော်တာ၏ အထွက် torque သည် နှိုင်းယှဉ်ပါက ၄၀% ခန့် တိုးလာသည်
အဆင့်တစ်ခုစီ၏ လှည့်ပတ်သောကွိုင်များသည် 100% စိတ်လှုပ်ရှားနေသောကြောင့် unipolar drive mode ဖြစ်သည်။
၀၃၊ Stepper မော်တာ ဝန်
က. မိုမန့်ဝန် (Tf)
Tf = G * r
G: ဝန်တင်အလေးချိန်
r: အချင်းဝက်
ခ။ အရှိန်အဟုန်ဖြင့် မောင်းနှင်အား (TJ)
TJ = J * dw/dt
J = M * (R12+R22) / 2 (ကီလိုဂရမ် * စင်တီမီတာ)
M: ဝန်အလေးချိန်
R1: အပြင်ဘက်လက်စွပ်၏ အချင်းဝက်
R2: အတွင်းလက်စွပ်၏ အချင်းဝက်
dω/dt: ထောင့်အရှိန်မြှင့်ခြင်း
၀၄၊ stepper မော်တာအမြန်နှုန်း-torque မျဉ်းကွေး
မြန်နှုန်း-torque မျဉ်းကွေးသည် stepper ၏ output ဝိသေသလက္ခဏာများ၏ အရေးကြီးသော ဖော်ပြချက်တစ်ခုဖြစ်သည်။
မော်တာများ။
က. စတက်ပါမော်တာလည်ပတ်မှုကြိမ်နှုန်းအမှတ်
တစ်ချိန်ချိန်မှာ stepper motor ရဲ့ speed တန်ဖိုး။
n = q * Hz / (၃၆၀ * D)
n: အရှိန်/စက္ကန့်
Hz: ကြိမ်နှုန်းတန်ဖိုး
D: Drive circuit interpolation တန်ဖိုး
q: stepper မော်တာ ခြေလှမ်းထောင့်
ဥပမာအားဖြင့်၊ pitch angle 1.8° ရှိသော stepper motor တစ်ခု၊ 1/2 interpolation drive တစ်ခု။(ဆိုလိုသည်မှာ တစ်ဆင့်လျှင် 0.9°)၊ 500 Hz လည်ပတ်မှုကြိမ်နှုန်းတွင် 1.25 r/s အမြန်နှုန်းရှိသည်။
B. စတက်ပါမော်တာ ကိုယ်တိုင်စတင်နိုင်သော ဧရိယာ
စတက်ပါမော်တာကို တိုက်ရိုက်စတင်ပြီး ရပ်တန့်နိုင်သည့် ဧရိယာ။
ဂ။ စဉ်ဆက်မပြတ်လည်ပတ်မှုဧရိယာ
ဤနေရာတွင်၊ stepper မော်တာကို တိုက်ရိုက်စတင်ခြင်း သို့မဟုတ် ရပ်တန့်ခြင်း မပြုလုပ်နိုင်ပါ။ stepper မော်တာများသည်ဤဧရိယာသည် ဦးစွာ ကိုယ်တိုင်စတင်သည့် ဧရိယာကို ဖြတ်သန်းရမည်ဖြစ်ပြီး ထို့နောက် ရောက်ရှိရန် အရှိန်မြှင့်ရမည်လည်ပတ်ဧရိယာ။ အလားတူပင်၊ ဤဧရိယာရှိ stepper မော်တာကို တိုက်ရိုက်ဘရိတ်အုပ်၍မရပါ။မဟုတ်ရင် stepper motor ကို step လွဲသွားစေနိုင်ပါတယ်၊ အရင်ဆုံး အရှိန်လျှော့ရပါမယ်အလိုအလျောက် စတင်သည့် နေရာကို ပြီးနောက် ဘရိတ်အုပ်လိုက်သည်။
ဃ။ စတက်ပါမော်တာ၏ အများဆုံးစတင်ကြိမ်နှုန်း
မော်တာ၏ ဝန်မရှိသော အခြေအနေ၊ stepper မော်တာ၏ step operation မဆုံးရှုံးစေရန် သေချာစေရန်အများဆုံး pulse frequency။
E. Stepper မော်တာ၏ အများဆုံးလည်ပတ်မှုကြိမ်နှုန်း
မော်တာသည် တစ်လှမ်းမျှ မဆုံးရှုံးဘဲ လည်ပတ်ရန် လှုံ့ဆော်ပေးသည့် အမြင့်ဆုံး pulse frequencyဝန်မရှိသောအောက်တွင်။
F. Stepper မော်တာ စတင်လည်ပတ်အား / ဆွဲသွင်းအား
stepper motor ကို သတ်မှတ်ထားတဲ့ pulse frequency မှာ ဖြည့်ဆည်းပေးဖို့နဲ့ စတင်လည်ပတ်ဖို့ မလိုအပ်ဘဲ၊အမြင့်ဆုံး load torque ၏ အဆင့်များ ဆုံးရှုံးခြင်း။
G. Stepper မော်တာလည်ပတ်မှု torque/draw-in torque
stepper motor ရဲ့ တည်ငြိမ်တဲ့ လည်ပတ်မှုကို ဖြည့်ဆည်းပေးတဲ့ အမြင့်ဆုံး load torque ကခြေလှမ်းဆုံးရှုံးမှုမရှိဘဲ pulse frequency အတိအကျ။
၀၅ Stepper မော်တာ အရှိန်/နှေးကွေး ရွေ့လျားမှု ထိန်းချုပ်ခြင်း
stepper motor လည်ပတ်မှုကြိမ်နှုန်းအမှတ်သည် စဉ်ဆက်မပြတ်လည်ပတ်မှု၏ မြန်နှုန်း-torque curve တွင်ရှိသောအခါလည်ပတ်မှုဒေသ၊ မော်တာစတင်ခြင်း သို့မဟုတ် ရပ်တန့်ခြင်း အရှိန် သို့မဟုတ် နှေးကွေးခြင်းကို မည်သို့တိုတောင်းစေရမည်နည်းအချိန်၊ ထို့ကြောင့် မော်တာသည် အကောင်းဆုံးအမြန်နှုန်းအခြေအနေတွင် ပိုမိုကြာရှည်စွာ လည်ပတ်နိုင်စေပြီး၊ ထို့ကြောင့်မော်တာ၏ ထိရောက်သော လည်ပတ်ချိန်သည် အလွန်အရေးကြီးပါသည်။
အောက်ဖော်ပြပါပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း၊ stepper motor ၏ dynamic torque characteristic curve သည်အမြန်နှုန်းနိမ့်သော အလျားလိုက် ဖြောင့်တန်းသော မျဉ်းတစ်ကြောင်း၊ မြန်နှုန်းမြင့်သော အမြန်နှုန်းတွင် မျဉ်းကွေးသည် အဆပေါင်းများစွာ လျော့ကျသွားသည်inductance ရဲ့ လွှမ်းမိုးမှုကြောင့်ပါ။
stepper motor load က TL ဖြစ်တယ်ဆိုတာ ကျွန်တော်တို့ သိပါတယ်၊ F0 ကနေ F1 ကို အရှိန်မြှင့်ချင်ရင်အတိုဆုံးအချိန် (tr)၊ အတိုဆုံးအချိန် tr ကို ဘယ်လိုတွက်ချက်မလဲ။
(၁) ပုံမှန်အားဖြင့် TJ = 70% Tm
(၂) tr = ၁.၈ * ၁၀ -၅ * J * q * (F၁-F၀)/(TJ -TL)
(3) F (t) = (F1-F0) * t/tr + F0, 0
ခ။ မြန်နှုန်းမြင့်အခြေအနေတွင် အဆတိုးအရှိန်မြှင့်ခြင်း
(၁) ပုံမှန်အားဖြင့်
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 ဝန်အားအောက်ရှိ မော်တာရိုတာ၏ လည်ပတ်မှုအရှိန်ကို ညွှန်ပြသည်။
q သည် ခြေလှမ်းတစ်ခုစီ၏ လည်ပတ်ထောင့်ဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းသည် stepper မော်တာ၏ ခြေလှမ်းထောင့်ဖြစ်သည်။
drive တစ်ခုလုံးရဲ့ကိစ္စ။
deceleration လုပ်ဆောင်ချက်တွင်၊ အထက်ဖော်ပြပါ acceleration pulse frequency ကို ပြောင်းပြန်လှန်လိုက်ရုံဖြင့် ဖြစ်နိုင်သည်။
တွက်ချက်ထားသည်။
၀၆ stepper မော်တာတုန်ခါမှုနှင့်ဆူညံသံ
အများအားဖြင့် stepper motor သည် no-load operation တွင် မော်တာ၏ operating frequency ကို တိုင်းတာသောအခါ၊မော်တာရိုတာရဲ့ မွေးရာပါကြိမ်နှုန်းနဲ့ နီးစပ်တယ် ဒါမှမဟုတ် ညီမျှတယ် ပဲ့တင်ထပ်လိမ့်မယ်၊ ပြင်းထန်တဲ့ ပဲ့တင်ထပ်မှု ဖြစ်လိမ့်မယ်အဆင့်ဆင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ဖြစ်စဉ်။
ပဲ့တင်သံအတွက် ဖြေရှင်းချက်များစွာ-
က။ တုန်ခါမှုဇုန်ကို ရှောင်ကြဉ်ပါ- မော်တာ၏ လည်ပတ်မှုကြိမ်နှုန်းသည် အတွင်း မကျရောက်စေရန်တုန်ခါမှုအတိုင်းအတာ
B. subdivision drive mode ကို လက်ခံကျင့်သုံးပါ- တုန်ခါမှုကို လျှော့ချရန် micro-step drive mode ကို အသုံးပြုပါ
တစ်ခုချင်းစီ၏ resolution ကိုတိုးမြှင့်ရန် မူရင်းအဆင့်တစ်ခုကို အဆင့်များစွာအဖြစ် ပိုင်းခြားခြင်း
မော်တာအဆင့်။ ၎င်းကို မော်တာ၏ အဆင့်နှင့် လျှပ်စီးကြောင်းအချိုးကို ချိန်ညှိခြင်းဖြင့် ပြုလုပ်နိုင်သည်။
မိုက်ခရိုစတက်ပ်သည် ခြေလှမ်းထောင့်တိကျမှုကို မတိုးစေဘဲ မော်တာအား ပိုမိုလည်ပတ်စေသည်
ချောမွေ့စွာနှင့် ဆူညံသံနည်းပါးသည်။ တစ်ဝက်အဆင့်လည်ပတ်မှုအတွက် torque သည် ယေဘုယျအားဖြင့် ၁၅% လျော့နည်းသည်။
full-step operation အတွက်ထက် 30% နိမ့်ပြီး sine wave current control အတွက် 30% နိမ့်သည်။
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၂ ခုနှစ်၊ နိုဝင်ဘာလ ၉ ရက်