Πρώτα. Εισαγωγή
Στον σύγχρονο τομέα του βιομηχανικού ελέγχου, οι βηματοδοτένοι κινητήρες ευνοούνται για τα μοναδικά χαρακτηριστικά τους και τον ακριβή έλεγχο θέσης. Μεταξύ αυτών, ο διπολικός κινητήρας βημάτων, ως σημαντικός τύπος κινητήρα βημάτων, χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλούς τομείς όπως αυτοματοποιημένες γραμμές παραγωγής, όργανα μέτρησης ακριβείας και ούτω καθεξής λόγω της υψηλής απόδοσης και της αξιόπιστης απόδοσης. Σε αυτό το έγγραφο, οι δομές και οι τρόποι ελέγχου των διπολικών κινητήρων βημάτων θα εισαχθούν λεπτομερώς, με στόχο να παρέχουν στους αναγνώστες μια σε βάθος κατανόηση και γνώση.
Δεύτερον, η δομή του διπολικού βηματικού κινητήρα
Ο διπολικός μοτέρ βημάτων, γνωστός και ως κινητήρας δύο φάσεων τεσσάρων συρμάτων, η βασική του δομή περιλαμβάνει τον στάτορα, τον ρότορα και την εκκαθάριση τριών μεγάλων τμημάτων.
Στάτωρ
Ο στάτορας είναι το σταθερό τμήμα ενός διπολικού βηματικού κινητήρα, που αποτελείται συνήθως από διάφορα δόντια του στάτη. Σε έναν διπολικό βηματικό κινητήρα, τα δόντια του στάτορα τραυματίζονται με διπάσες διπολικές περιελίξεις, δηλαδή, α-φάση και φάσες Β. Κάθε μία από αυτές τις δύο περιελίξεις φάσης αποτελείται από ένα διαφορετικό πηνίο, το καθένα με δύο καλώδια, για συνολικά τέσσερα καλώδια, τα οποία χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της λειτουργίας του κινητήρα.
Συγκεκριμένα, η περιέλιξη της φάσης Α είναι τραυματισμό από το δόντι του στάτορα 1 και τραυματίζεται διαδοχικά στα δόντια των σταθμών 3, 5 και 7, όπου τα δ Ίδια κατεύθυνση. Αυτές οι δύο ομάδες (δόντια σταθμού 1 και 5, και τα δόντια του στάτορα 3 και 7) πληγώνονται προς αντίθετες κατεύθυνση. ως ομάδα.
Στροφείο
Ο ρότορας είναι το περιστρεφόμενο τμήμα ενός διπολικού βηματικού κινητήρα και συνήθως τοποθετείται με αξονικά μαγνητισμένους μόνιμους μαγνήτες. Οι μαγνητικές γραμμές δύναμης των μόνιμων μαγνητών σχηματίζουν ένα κλείσιμο μέσα στο σώμα του κινητήρα, επιτρέποντας στον ρότορα να έχει ροπή κλειδώματος ακόμη και όταν δεν ενεργοποιείται. Επιπλέον, ο ρότορας συνήθως διαθέτει έναν αριθμό δοντιών (π.χ. 50 δόντια) που αντιστοιχούν στα δόντια του στάτη για ακριβείς γωνίες βημάτων (π.χ.
Κελύφη
Η περιέλιξη ενός διπολικού βηματικού κινητήρα είναι το βασικό μέρος του κινητήρα που συνειδητοποιεί την κίνηση του κινητήρα. Δεδομένου ότι οι διπολικοί κινητήρες βηματικών κινητήρων έχουν δύο ξεχωριστά πηνία, καθένα από τα οποία μπορεί να ενεργοποιηθεί και προς τις δύο κατευθύνσεις, το ένα άκρο κάθε περιέλιξης μπορεί να είναι είτε ένας πόλος N ή S. Αυτός ο σχεδιασμός καθιστά τον διπολικό βηματικό κινητήρα πιο ευέλικτο στη λειτουργία ελέγχου, ο οποίος μπορεί να πραγματοποιήσει ακριβέστερο έλεγχο θέσης και υψηλότερη δυναμική απόδοση.
Τρίτον, ο τρόπος ελέγχου του διπολικού βηματικού κινητήρα
Οι τρόποι ελέγχου του διπολικού βηματικού κινητήρα περιλαμβάνουν κυρίως βηματοδότηση με ένα φάκελο, βηματοδότηση ολόκληρου του βήματος και βήμα μισού βήματος.
Μονής φάσης
Η ενιαία βήμα είναι ο πιο βασικός τρόπος ελέγχου του διπολικού κινητήρα. Σε αυτή τη λειτουργία, οι περιελίξεις της φάσης Α και της Β-φάσης ενεργοποιούνται διαδοχικά με μια συγκεκριμένη σειρά, προκαλώντας την αλλαγή του μαγνητικού πεδίου του στάτορα, οδηγώντας έτσι τον ρότορα να περιστρέφεται. Συγκεκριμένα, όταν η περιέλιξη της φάσης Α ενεργοποιείται, ο ρότορας θα περιστρέφεται προς μία κατεύθυνση. Όταν ενεργοποιείται η περιέλιξη της φάσης Β, ο ρότορας θα περιστρέφεται προς την άλλη κατεύθυνση. Με τον εναλλακτικό έλεγχο της ενεργοποιημένης κατάστασης των περιελίξεων της φάσης Α και της Β-φάσης, μπορεί να επιτευχθεί συνεχής περιστροφή του ρότορα.
Η λειτουργία μονής φάσης είναι απλή και εύκολη στην κατανόηση, αλλά λόγω της μεγάλης γωνίας βημάτων (συνήθως 1,8 μοιρών), μπορεί να μην είναι επαρκής σε εφαρμογές όπου απαιτείται υψηλότερος έλεγχος ακριβείας.
Βήμα ολόκληρου βήματος
Το βήμα ολόκληρου του βήματος είναι ένας από τους πιο συνηθισμένους τρόπους ελέγχου για τους διπολικούς βηματικούς κινητήρες. Σε αυτή τη λειτουργία, οι περιελίξεις της φάσης Α και της φάσης Β είναι ενεργοποιημένες ή απομονωμένες ταυτόχρονα για να επιτευχθεί μια πλήρης περιστροφή του ρότορα. Συγκεκριμένα, όταν η περιέλιξη της φάσης Α ενεργοποιείται και η περιέλιξη της φάσης Β είναι απενεργοποιημένη, ο ρότορας θα περιστρέφεται προς μία κατεύθυνση με μια συγκεκριμένη γωνία. Όταν η περιέλιξη της φάσης Β είναι ενεργοποιημένη και η περιέλιξη της φάσης Α είναι απενεργοποιημένη, ο ρότορας θα περιστρέφεται προς την άλλη κατεύθυνση με την ίδια γωνία. Με τον εναλλακτικό έλεγχο της ενεργοποιημένης κατάστασης των περιελίξεων της φάσης Α και της Β-φάσης, μπορεί να πραγματοποιηθεί συνεχής περιστροφή ολόκληρου βήματος του ρότορα.
Η λειτουργία βηματισμού ολόκληρου του βήματος έχει τα πλεονεκτήματα της μικρής γωνίας βηματισμού και της υψηλής ακρίβειας τοποθέτησης, επομένως χρησιμοποιείται ευρέως σε εφαρμογές που απαιτούν έλεγχο υψηλής ακρίβειας. Για παράδειγμα, σε εξοπλισμό γραφείου, όπως εκτυπωτές και σαρωτές, οι διπολικοί κινητήρες βηματικών χρησιμοποιούν συνήθως τη λειτουργία ολόκληρου του βήματος για να ελέγξουν την ακριβή κίνηση της κεφαλής εκτύπωσης ή την κεφαλή σάρωσης.
Μισό βήμα
Το μισό βήμα είναι ένας πιο εκλεπτυσμένος τρόπος ελέγχου για τους διπολικούς κινητήρες. Σε αυτή τη λειτουργία, η περιστροφή μισού βήματος του ρότορα μπορεί να επιτευχθεί με τον ταυτόχρονη έλεγχο ενός τμήματος των πηνίων στις περιελίξεις ή να ενεργοποιηθούν η ακτινοβολία της Α-φάσης Α και η β-φάση Β. Συγκεκριμένα, όταν ένα μέρος του πηνίου στην περιέλιξη της φάσης Α ενεργοποιείται και ένα μέρος του πηνίου στην περιέλιξη της φάσης Β είναι απενεργοποιημένη, ο ρότορας θα περιστρέφεται κατά μισό βήμα προς μία κατεύθυνση. Όταν ένα μέρος του πηνίου στην περιέλιξη της φάσης Β είναι ενεργοποιημένη και ένα μέρος του πηνίου στην περιέλιξη της φάσης Α είναι απενεργοποιημένη, ο ρότορας θα περιστρέφεται κατά μισό βήμα προς την άλλη κατεύθυνση. Με τον εναλλακτικό έλεγχο της ενεργοποιημένης κατάστασης των πηνίων στις περιελίξεις της φάσης Α και της Β-φάσης, μπορεί να πραγματοποιηθεί συνεχής περιστροφή μισού βήματος του ρότορα.
Η λειτουργία μισού βήματος έχει τα πλεονεκτήματα μιας μικρότερης γωνίας βημάτων και της υψηλότερης ακρίβειας τοποθέτησης και ως εκ τούτου χρησιμοποιείται ευρέως σε εφαρμογές που απαιτούν υψηλότερο έλεγχο ακριβείας. Για παράδειγμα, στον τομέα των οργάνων μέτρησης ακριβείας, του ιατρικού εξοπλισμού κ.λπ., οι διπολικοί κινητήρες βημάτων χρησιμοποιούν συνήθως τη λειτουργία μισού βήματος για να πραγματοποιήσουν πιο ακριβή έλεγχο θέσης και έλεγχο κίνησης.
Τέταρτον, Περίληψη
Οι διπολικοί κινητήρες Stepper διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στον τομέα του ελέγχου βιομηχανικού αυτοματισμού με τη μοναδική δομή και τον τρόπο ελέγχου τους. Μέσω της σε βάθος κατανόησης της δομής και του τρόπου ελέγχου των διπολικών βηματικών κινητήρων, μπορούμε να κατακτήσουμε καλύτερα τις μεθόδους και τις τεχνικές εφαρμογής και να παρέχουμε ισχυρή υποστήριξη για την ανάπτυξη και την εφαρμογή της τεχνολογίας ελέγχου του βιομηχανικού αυτοματισμού.