एक प्रवर्तक के रूप में,स्टेपर मोटरमेक्ट्रोनिक्स के प्रमुख उत्पादों में से एक, स्टेपर मोटर्स का व्यापक रूप से विभिन्न स्वचालन नियंत्रण प्रणालियों में उपयोग किया जाता है। माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स और कंप्यूटर प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, स्टेपर मोटर्स की मांग दिन-प्रतिदिन बढ़ रही है, और इनका उपयोग विभिन्न राष्ट्रीय आर्थिक क्षेत्रों में किया जाता है।
01 क्या हैस्टेपर मोटर
स्टेपर मोटर एक विद्युत-यांत्रिक उपकरण है जो विद्युत स्पंदों को सीधे यांत्रिक गति में परिवर्तित करता है। मोटर कुंडली पर लगाए गए विद्युत स्पंदों के क्रम, आवृत्ति और संख्या को नियंत्रित करके, स्टेपर मोटर के स्टीयरिंग, गति और घूर्णन कोण को नियंत्रित किया जा सकता है। स्थिति संवेदन वाली बंद-लूप प्रतिक्रिया नियंत्रण प्रणाली के उपयोग के बिना, एक स्टेपर मोटर और उसके साथ लगे चालक से बनी एक सरल, कम लागत वाली खुली-लूप नियंत्रण प्रणाली का उपयोग करके सटीक स्थिति और गति नियंत्रण प्राप्त किया जा सकता है।
02 स्टेपर मोटरमूल संरचना और कार्य सिद्धांत
मूल संरचना:
कार्य सिद्धांत: स्टेपर मोटर चालक बाह्य नियंत्रण पल्स और दिशा संकेत के अनुसार, अपने आंतरिक तर्क सर्किट के माध्यम से, स्टेपर मोटर वाइंडिंग को एक निश्चित समय अनुक्रम में आगे या पीछे सक्रिय करता है, ताकि मोटर आगे / रिवर्स रोटेशन, या लॉक हो।
उदाहरण के तौर पर 1.8 डिग्री दो-चरण स्टेपर मोटर लें: जब दोनों वाइंडिंग सक्रिय और उत्तेजित होती हैं, तो मोटर का आउटपुट शाफ्ट स्थिर और अपनी स्थिति में लॉक हो जाएगा। वह अधिकतम टॉर्क जो मोटर को रेटेड करंट पर लॉक रखेगा, होल्डिंग टॉर्क है। यदि किसी एक वाइंडिंग में करंट को पुनर्निर्देशित किया जाता है, तो मोटर एक निश्चित दिशा में एक चरण (1.8 डिग्री) घूमेगी।
इसी प्रकार, यदि दूसरी वाइंडिंग में धारा की दिशा बदलती है, तो मोटर पहले वाली वाइंडिंग के विपरीत दिशा में एक चरण (1.8 डिग्री) घूमेगी। जब कुंडली वाइंडिंग से प्रवाहित धाराओं को क्रमिक रूप से उत्तेजन की ओर पुनर्निर्देशित किया जाता है, तो मोटर अत्यंत उच्च परिशुद्धता के साथ दी गई दिशा में एक सतत चरण में घूमेगी। 1.8 डिग्री के द्वि-फेज स्टेपर मोटर के एक सप्ताह के घूर्णन में 200 चरण लगते हैं।
द्वि-फेज स्टेपर मोटर में दो प्रकार की वाइंडिंग होती हैं: द्विध्रुवीय और एकध्रुवीय। द्विध्रुवीय मोटर में प्रति फेज केवल एक वाइंडिंग कॉइल होती है, मोटर उसी कॉइल में धारा के निरंतर घूर्णन के कारण क्रमिक रूप से परिवर्तनशील उत्तेजना उत्पन्न करती है, और ड्राइव सर्किट के डिज़ाइन में क्रमिक स्विचिंग के लिए आठ इलेक्ट्रॉनिक स्विच की आवश्यकता होती है।
एकध्रुवीय मोटरों में प्रत्येक चरण पर विपरीत ध्रुवता के दो घुमावदार कुंडल होते हैं, और मोटर
एक ही चरण पर दो घुमावदार कुंडलियों को बारी-बारी से सक्रिय करके लगातार घूमता है।
ड्राइव सर्किट को केवल चार इलेक्ट्रॉनिक स्विच की आवश्यकता के लिए डिज़ाइन किया गया है। द्विध्रुवीय में
ड्राइव मोड में, मोटर का आउटपुट टॉर्क सामान्य मोड की तुलना में लगभग 40% बढ़ जाता है।
एकध्रुवीय ड्राइव मोड क्योंकि प्रत्येक चरण के घुमावदार कॉइल 100% उत्तेजित होते हैं।
03, स्टेपर मोटर लोड
A. आघूर्ण भार (Tf)
टीएफ = जी * आर
G: भार भार
r: त्रिज्या
B. जड़त्व भार (TJ)
टीजे = जे * डीडब्ल्यू/डीटी
जे = एम * (आर12+आर22) / 2 (किग्रा * सेमी)
M: भार द्रव्यमान
R1: बाहरी रिंग की त्रिज्या
R2: आंतरिक वलय की त्रिज्या
dω/dt: कोणीय त्वरण
04, स्टेपर मोटर गति-टॉर्क वक्र
गति-टॉर्क वक्र स्टेपर की आउटपुट विशेषताओं की एक महत्वपूर्ण अभिव्यक्ति है
मोटर्स.
A. स्टेपर मोटर ऑपरेटिंग आवृत्ति बिंदु
एक निश्चित बिंदु पर स्टेपर मोटर मोटर का गति मान।
n = q * हर्ट्ज / (360 * डी)
n: रेव/सेकंड
हर्ट्ज़: आवृत्ति मान
D: ड्राइव सर्किट इंटरपोलेशन मान
q: स्टेपर मोटर स्टेप कोण
उदाहरण के लिए, 1.8° पिच कोण वाला एक स्टेपर मोटर, 1/2 इंटरपोलेशन ड्राइव के साथ(अर्थात, 0.9° प्रति चरण), 500 हर्ट्ज की परिचालन आवृत्ति पर 1.25 r/s की गति है।
बी. स्टेपर मोटर स्व-प्रारंभ क्षेत्र
वह क्षेत्र जहां स्टेपर मोटर को सीधे चालू और बंद किया जा सकता है।
C. सतत संचालन क्षेत्र
इस क्षेत्र में, स्टेपर मोटर को सीधे चालू या बंद नहीं किया जा सकता।इस क्षेत्र को पहले स्व-प्रारंभ क्षेत्र से गुजरना होगा और फिर उस तक पहुंचने के लिए त्वरित किया जाना चाहिएऑपरेटिंग क्षेत्र। इसी प्रकार, इस क्षेत्र में स्टेपर मोटर को सीधे ब्रेक नहीं लगाया जा सकता है,अन्यथा स्टेपर मोटर को गति से बाहर करना आसान है, पहले इसे धीमा करना होगास्व-प्रारंभिक क्षेत्र और फिर ब्रेक लगाया गया।
D. स्टेपर मोटर अधिकतम प्रारंभिक आवृत्ति
मोटर नो-लोड स्थिति, यह सुनिश्चित करने के लिए कि स्टेपर मोटर का चरण संचालन न खो जाएअधिकतम पल्स आवृत्ति.
ई. स्टेपर मोटर अधिकतम ऑपरेटिंग आवृत्ति
अधिकतम पल्स आवृत्ति जिस पर मोटर एक भी चरण खोए बिना चलने के लिए उत्तेजित होती हैबिना किसी भार के.
एफ. स्टेपर मोटर स्टार्टिंग टॉर्क / पुल-इन टॉर्क
स्टेपर मोटर को एक निश्चित पल्स आवृत्ति में शुरू करने और चलाने के लिए, बिनाअधिकतम लोड टॉर्क के चरणों को खोना।
G. स्टेपर मोटर रनिंग टॉर्क/ड्रॉ-इन टॉर्क
अधिकतम लोड टॉर्क जो स्टेपर मोटर के स्थिर संचालन को संतुष्ट करता हैचरण की हानि के बिना निश्चित पल्स आवृत्ति।
05 स्टेपर मोटर त्वरण/मंदी गति नियंत्रण
जब स्टेपर मोटर निरंतर गति-टोक़ वक्र में ऑपरेटिंग आवृत्ति बिंदुसंचालन क्षेत्र, मोटर स्टार्ट को छोटा कैसे करें या त्वरण या मंदी को कैसे रोकेंसमय, ताकि मोटर सर्वोत्तम गति स्थिति में लंबे समय तक चले, जिससेमोटर का प्रभावी संचालन समय बहुत महत्वपूर्ण है।
जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, स्टेपर मोटर का गतिशील टॉर्क अभिलक्षणिक वक्र हैकम गति पर एक क्षैतिज सीधी रेखा; उच्च गति पर, वक्र चरघातांकी रूप से घटता हैप्रेरण के प्रभाव के कारण.
हम जानते हैं कि स्टेपर मोटर लोड TL है, मान लीजिए कि हम F0 से F1 तक त्वरण करना चाहते हैंसबसे छोटा समय (tr), सबसे छोटा समय tr की गणना कैसे करें?
(1) सामान्यतः, TJ = 70% Tm
(2) tr = 1.8 * 10 -5 * J * q * (F1-F0)/(TJ -TL)
(3) एफ (टी) = (एफ1-एफ0) * टी/टीआर + एफ0, 0
B. उच्च गति की स्थिति में घातीय त्वरण
(1) सामान्यतः
टीजे0 = 70%टीएम0
टीजे1 = 70%टीएम1
टीएल = 60%टीएम1
(2)
tr = F4 * इन [(TJ 0-TL)/(TJ 1-TL)]
(3)
एफ (टी) = एफ2 * [1 - ई^(-टी/एफ4)] + एफ0, 0
एफ2 = (टीएल-टीजे 0) * (एफ1-एफ0)/टीजे 1-टीजे 0)
एफ4 = 1.8 * 10-5 * जे * क्यू * एफ2/(टीजे 0-टीएल)
नोट्स.
J भार के अंतर्गत मोटर रोटर के घूर्णी जड़त्व को इंगित करता है।
q प्रत्येक चरण का घूर्णन कोण है, जो स्टेपर मोटर का चरण कोण है
पूरे अभियान का मामला.
मंदीकरण ऑपरेशन में, उपरोक्त त्वरण पल्स आवृत्ति को उलट दिया जा सकता है
गणना की गई.
06 स्टेपर मोटर कंपन और शोर
सामान्यतया, बिना लोड के संचालन में स्टेपर मोटर, जब मोटर ऑपरेटिंग आवृत्तिमोटर रोटर की अंतर्निहित आवृत्ति के करीब या बराबर है, प्रतिध्वनित होगा, गंभीर होगाचरणबद्ध घटना घटित होती है।
अनुनाद के लिए कई समाधान:
A. कंपन क्षेत्र से बचें: ताकि मोटर की परिचालन आवृत्ति इसके अंतर्गत न आएकंपन सीमा
बी. सबडिवीजन ड्राइव मोड अपनाएं: कंपन को कम करने के लिए माइक्रो-स्टेप ड्राइव मोड का उपयोग करें
प्रत्येक के रिज़ॉल्यूशन को बढ़ाने के लिए मूल एक चरण को कई चरणों में विभाजित करना
मोटर स्टेप। यह मोटर के फेज-टू-करंट अनुपात को समायोजित करके प्राप्त किया जा सकता है।
माइक्रोस्टेपिंग से स्टेप एंगल की सटीकता नहीं बढ़ती, बल्कि मोटर अधिक तेजी से चलती है
सुचारू रूप से और कम शोर के साथ। आधे-चरणीय संचालन के लिए टॉर्क आमतौर पर 15% कम होता है
पूर्ण-चरण संचालन की तुलना में, और साइन वेव करंट नियंत्रण के लिए 30% कम।
पोस्ट करने का समय: 09-नवंबर-2022