स्टेपर मोटर त्वरण और मंदी नियंत्रण

स्टेपर मोटरकाम के सिद्धांत
सामान्यतः, मोटर का रोटर एक स्थायी चुंबक होता है। जब स्टेटर वाइंडिंग से धारा प्रवाहित होती है, तो स्टेटर वाइंडिंग एक सदिश चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है। यह चुंबकीय क्षेत्र रोटर को एक कोण पर घुमाता है जिससे रोटर के चुंबकीय क्षेत्रों के युग्म की दिशा स्टेटर के क्षेत्र की दिशा के साथ मेल खाती है। जब स्टेटर का सदिश चुंबकीय क्षेत्र एक कोण पर घूमता है।

स्टेपर मोटरएक प्रकार का प्रेरण मोटर है, इसका कार्य सिद्धांत इलेक्ट्रॉनिक सर्किट का उपयोग है, प्रत्यक्ष धारा को समय-साझाकरण बिजली की आपूर्ति में, बहु-चरण समय नियंत्रण वर्तमान, स्टेपर मोटर बिजली की आपूर्ति के लिए इस वर्तमान के साथ, स्टेपर मोटर ठीक से काम कर सकता है, चालक स्टेपर मोटर समय-साझाकरण बिजली की आपूर्ति, बहु-चरण समय नियंत्रक के लिए है।

प्रत्येक इनपुट पर एक विद्युत पल्स, मोटर एक कोण पर एक कदम आगे घूमती है। इसका आउटपुट कोणीय विस्थापन इनपुट पल्स की संख्या के समानुपाती होता है, और गति पल्स आवृत्ति के समानुपाती होती है। वाइंडिंग के ऊर्जाकरण का क्रम बदलने पर, मोटर उलट जाएगी। इस प्रकार, आप स्टेपर मोटर के घूर्णन को नियंत्रित करने के लिए पल्स की संख्या, आवृत्ति और मोटर वाइंडिंग के प्रत्येक चरण के ऊर्जाकरण के क्रम को नियंत्रित कर सकते हैं।

सामान्य स्टेपर मोटर की सटीकता स्टेपिंग कोण का 3-5% है, और यह जमा नहीं होता है।

स्टेपर मोटर की गति बढ़ने पर उसका टॉर्क कम हो जाएगा। जैसे-जैसे स्टेपर मोटर घूमती है, मोटर वाइंडिंग के प्रत्येक फेज का प्रेरकत्व एक व्युत्क्रम विद्युत विभव बनाता है; आवृत्ति जितनी अधिक होगी, व्युत्क्रम विद्युत विभव उतना ही अधिक होगा। इसकी क्रिया के तहत, मोटर की आवृत्ति (या गति) बढ़ जाती है और फेज धारा घट जाती है, जिससे टॉर्क में कमी आती है।

स्टेपर मोटर कम गति पर सामान्य रूप से काम कर सकती है, लेकिन यदि एक निश्चित गति से अधिक हो तो शुरू नहीं होगी, और सीटी की आवाज के साथ आएगी।

स्टेपर मोटर में एक तकनीकी पैरामीटर होता है: नो-लोड स्टार्ट फ्रीक्वेंसी, यानी, नो-लोड पल्स फ्रीक्वेंसी के मामले में स्टेपर मोटर सामान्य रूप से शुरू किया जा सकता है, अगर पल्स फ्रीक्वेंसी मूल्य से अधिक है, तो मोटर सामान्य रूप से शुरू नहीं हो सकती है, चरण से बाहर या अवरुद्ध हो सकती है।

भार के मामले में, प्रारंभिक आवृत्ति कम होनी चाहिए। यदि मोटर को उच्च गति घूर्णन प्राप्त करना है, तो पल्स आवृत्ति में त्वरण प्रक्रिया होनी चाहिए, अर्थात, प्रारंभिक आवृत्ति कम होती है, और फिर एक निश्चित त्वरण पर वांछित उच्च आवृत्ति (मोटर गति कम गति से उच्च गति तक) तक बढ़ जाती है।

क्यों करते होस्टेपर मोटर्सगति में कमी के साथ नियंत्रित करने की आवश्यकता है
स्टेपर मोटर की गति पल्स आवृत्ति, रोटर दांतों की संख्या और धड़कनों की संख्या पर निर्भर करती है। इसकी कोणीय गति पल्स आवृत्ति के समानुपाती होती है और पल्स के साथ समकालिक होती है। इस प्रकार, यदि रोटर दांतों की संख्या और चलित धड़कनों की संख्या निश्चित है, तो पल्स आवृत्ति को नियंत्रित करके वांछित गति प्राप्त की जा सकती है। चूँकि स्टेपर मोटर को उसके समकालिक बलाघूर्ण की सहायता से चालू किया जाता है, इसलिए स्टेपिंग गति को बनाए रखने के लिए प्रारंभिक आवृत्ति अधिक नहीं होती है। विशेष रूप से जैसे-जैसे शक्ति बढ़ती है, रोटर का व्यास बढ़ता है, जड़त्व बढ़ता है, और प्रारंभिक आवृत्ति और अधिकतम चलित आवृत्ति में दस गुना तक का अंतर हो सकता है।

स्टेपर मोटर की प्रारंभिक आवृत्ति विशेषताएँ ऐसी होती हैं कि स्टेपर मोटर शुरू होने पर सीधे ऑपरेटिंग आवृत्ति तक नहीं पहुँच सकता, बल्कि एक स्टार्ट-अप प्रक्रिया होती है, अर्थात, कम गति से धीरे-धीरे ऑपरेटिंग गति तक पहुँचता है। ऑपरेटिंग आवृत्ति के रुकने पर तुरंत शून्य तक नहीं गिरा जा सकता, बल्कि उच्च गति पर धीरे-धीरे गति को शून्य तक कम करने की प्रक्रिया होती है।

इसलिए, स्टेपर मोटर के संचालन में सामान्यतः त्वरण, एकसमान गति और मंदन के तीन चरणों से गुजरना पड़ता है। त्वरण और मंदन की प्रक्रिया यथासंभव कम होनी चाहिए, और स्थिर गति का समय यथासंभव लंबा होना चाहिए। विशेषकर तीव्र प्रतिक्रिया की आवश्यकता वाले कार्यों में, प्रारंभिक बिंदु से अंत तक चलने में लगने वाला समय सबसे कम होता है, जिसके लिए त्वरण और मंदन की सबसे छोटी प्रक्रिया और स्थिर गति पर सबसे अधिक गति की आवश्यकता होती है।

त्वरण और मंदी एल्गोरिथ्म गति नियंत्रण में प्रमुख तकनीकों में से एक है और उच्च गति एवं उच्च दक्षता प्राप्त करने के प्रमुख कारकों में से एक है। औद्योगिक नियंत्रण में, एक ओर, प्रसंस्करण प्रक्रिया का सुचारू और स्थिर होना आवश्यक है, जिसमें लचीलेपन का प्रभाव कम हो; दूसरी ओर, इसके लिए तेज़ प्रतिक्रिया समय और त्वरित प्रतिक्रिया की आवश्यकता होती है। प्रसंस्करण दक्षता में सुधार के लिए नियंत्रण सटीकता सुनिश्चित करने और सुचारू एवं स्थिर यांत्रिक गति प्राप्त करने के आधार पर, वर्तमान औद्योगिक प्रसंस्करण प्रमुख समस्या का समाधान कर रहा है। वर्तमान गति नियंत्रण प्रणालियों में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले त्वरण और मंदी एल्गोरिथ्म में मुख्य रूप से शामिल हैं: समलम्बाकार वक्र त्वरण और मंदी, घातांकीय वक्र त्वरण और मंदी, S-आकार वक्र त्वरण और मंदी, परवलयिक वक्र त्वरण और मंदी, आदि।

समलम्बाकार वक्र त्वरण और मंदन
परिभाषा: एक निश्चित अनुपात के साथ रैखिक तरीके से त्वरण/मंदन (प्रारंभिक गति से लक्ष्य गति तक त्वरण/मंदन)

गणना सूत्र: v(t)=Vo+at

लाभ और हानियाँ: समलम्बाकार वक्र की विशेषताएँ सरल एल्गोरिथम, कम समय लेने वाला, तीव्र प्रतिक्रिया, उच्च दक्षता और आसान कार्यान्वयन हैं। हालाँकि, एकसमान त्वरण और मंदन चरण स्टेपर मोटर गति परिवर्तन नियम के अनुरूप नहीं होते हैं, और परिवर्तनशील गति और एकसमान गति के बीच संक्रमण बिंदु सुचारू नहीं हो सकता। इसलिए, इस एल्गोरिथम का उपयोग मुख्य रूप से उन अनुप्रयोगों में किया जाता है जहाँ त्वरण और मंदन प्रक्रिया की आवश्यकताएँ अधिक नहीं होती हैं।

घातीय वक्र त्वरण और मंदी
परिभाषा: इसका अर्थ है घातांकीय फलन द्वारा त्वरण और मंदन।

त्वरण और मंदी नियंत्रण मूल्यांकन सूचकांक:
1、मशीन प्रक्षेप पथ और स्थिति त्रुटि यथासंभव छोटी होनी चाहिए

2、मशीन गति प्रक्रिया सुचारू है, कंपन छोटा है, और प्रतिक्रिया तेज है

3, त्वरण और मंदी एल्गोरिथ्म यथासंभव सरल, कार्यान्वयन में आसान होना चाहिए, और वास्तविक समय नियंत्रण आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है

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