Sterowanie przyspieszeniem i zwalnianiem silnika krokowego

Silnik krokowyzasada działania
Zwykle wirnik silnika jest magnesem trwałym. Gdy prąd przepływa przez uzwojenie stojana, uzwojenie stojana wytwarza wektorowe pole magnetyczne. To pole magnetyczne napędza wirnik, aby obracał się pod kątem, tak aby kierunek pary pól magnetycznych wirnika pokrywał się z kierunkiem pola stojana. Gdy wektorowe pole magnetyczne stojana obraca się pod kątem.

Silnik krokowyjest rodzajem silnika indukcyjnego, jego zasada działania opiera się na wykorzystaniu obwodu elektronicznego, prądu stałego do zasilacza z podziałem czasu, wielofazowego prądu sterującego czasowo, dzięki temu prądowi do zasilacza silnika krokowego silnik krokowy może działać prawidłowo, sterownik jest przeznaczony do zasilacza z podziałem czasu silnika krokowego, wielofazowego sterownika czasowego.

Każdy impuls elektryczny na wejściu, silnik obraca się o jeden kąt do przodu. Jego kątowe przesunięcie wyjściowe jest proporcjonalne do liczby impulsów wejściowych, prędkość jest proporcjonalna do częstotliwości impulsów. Zmień kolejność zasilania uzwojenia, silnik się odwróci. Możesz więc kontrolować liczbę impulsów, częstotliwość i kolejność zasilania każdej fazy uzwojenia silnika, aby kontrolować obrót silnika krokowego.

Dokładność typowego silnika krokowego wynosi 3-5% kąta kroku i nie kumuluje się.

Moment obrotowy silnika krokowego będzie malał wraz ze wzrostem prędkości. Gdy silnik krokowy obraca się, indukcyjność każdej fazy uzwojenia silnika utworzy odwrotny potencjał elektryczny; im wyższa częstotliwość, tym większy odwrotny potencjał elektryczny. Pod jego działaniem silnik z częstotliwością (lub prędkością) wzrasta, a prąd fazowy maleje, co prowadzi do zmniejszenia momentu obrotowego.

Silnik krokowy może pracować normalnie przy niskiej prędkości, ale jeśli przekroczy pewną prędkość, nie uruchomi się, a towarzyszyć mu będzie gwiżdżący dźwięk.

Silnik krokowy ma parametr techniczny: częstotliwość początkową bez obciążenia, tzn. silnik krokowy w przypadku częstotliwości impulsów bez obciążenia może uruchomić się normalnie, jeśli częstotliwość impulsów jest wyższa od wartości, silnik nie może uruchomić się normalnie, może wystąpić brak kroku lub zablokowanie.

W przypadku obciążenia częstotliwość początkowa powinna być niższa. Jeśli silnik ma osiągnąć wysoką prędkość obrotową, częstotliwość impulsów powinna mieć proces przyspieszania, tj. częstotliwość początkowa jest niższa, a następnie wzrasta do pożądanej wysokiej częstotliwości (prędkość silnika od niskiej do wysokiej prędkości) przy pewnym przyspieszeniu.

Dlaczego?silniki krokowenależy kontrolować poprzez redukcję prędkości
Prędkość silnika krokowego zależy od częstotliwości impulsów, liczby zębów wirnika i liczby uderzeń. Jego prędkość kątowa jest proporcjonalna do częstotliwości impulsów i jest zsynchronizowana w czasie z impulsem. Tak więc, jeśli liczba zębów wirnika i liczba uderzeń roboczych są pewne, pożądaną prędkość można uzyskać, kontrolując częstotliwość impulsów. Ponieważ silnik krokowy jest uruchamiany za pomocą momentu synchronicznego, częstotliwość początkowa nie jest wysoka, aby nie stracić kroku. Zwłaszcza gdy wzrasta moc, średnica wirnika wzrasta, bezwładność wzrasta, a częstotliwość początkowa i maksymalna częstotliwość robocza mogą różnić się nawet dziesięciokrotnie.

Charakterystyka częstotliwości początkowej silnika krokowego, dzięki której rozruch silnika krokowego nie może bezpośrednio osiągnąć częstotliwości roboczej, ale ma proces rozruchu, czyli od niskiej prędkości stopniowo narastającej do prędkości roboczej. Zatrzymaj się, gdy częstotliwość robocza nie może natychmiast spaść do zera, ale ma proces stopniowej redukcji prędkości wysokiej prędkości do zera.

Dlatego działanie silnika krokowego musi generalnie przechodzić przez trzy etapy przyspieszania, jednostajnej prędkości, zwalniania, przy czym proces przyspieszania i zwalniania musi być jak najkrótszy, a czas stałej prędkości jak najdłuższy. Szczególnie w pracach wymagających szybkiej reakcji, czas potrzebny do przejechania od punktu początkowego do końca jest najkrótszy, co musi wymagać najkrótszego procesu przyspieszania i zwalniania oraz najwyższej prędkości przy stałej prędkości.

Algorytm przyspieszania i zwalniania jest jedną z kluczowych technologii w sterowaniu ruchem i jednym z kluczowych czynników umożliwiających osiągnięcie dużej prędkości i wysokiej wydajności. W sterowaniu przemysłowym z jednej strony proces przetwarzania musi być płynny i stabilny, z niewielkim wpływem elastyczności; z drugiej strony wymaga szybkiego czasu reakcji i szybkiej reakcji. W założeniu zapewnienia dokładności sterowania w celu poprawy wydajności przetwarzania, aby osiągnąć płynny i stabilny ruch mechaniczny, obecne przetwarzanie przemysłowe ma na celu rozwiązanie kluczowego problemu. Algorytmy przyspieszania i zwalniania powszechnie stosowane w obecnych systemach sterowania ruchem obejmują głównie: przyspieszenie i zwalnianie na krzywej trapezowej, przyspieszenie i zwalnianie na krzywej wykładniczej, przyspieszenie i zwalnianie na krzywej w kształcie litery S, przyspieszenie i zwalnianie na krzywej parabolicznej itp.

Krzywa trapezowa przyspieszania i zwalniania
Definicja: Przyspieszanie/zwalnianie w sposób liniowy (przyspieszanie/zwalnianie od prędkości początkowej do prędkości docelowej) z określonym stosunkiem

Wzór obliczeniowy: v(t)=Vo+at

Zalety i wady: Krzywa trapezowa charakteryzuje się prostym algorytmem, mniejszym nakładem czasu, szybką reakcją, wysoką wydajnością i łatwą implementacją. Jednak etapy równomiernego przyspieszania i zwalniania nie są zgodne z prawem zmiany prędkości silnika krokowego, a punkt przejścia między prędkością zmienną a prędkością równomierną nie może być płynny. Dlatego algorytm ten jest stosowany głównie w aplikacjach, w których wymagania dotyczące procesu przyspieszania i zwalniania nie są wysokie.

Przyspieszenie i zwalnianie na krzywej wykładniczej
Definicja: Oznacza to przyspieszenie i spowolnienie funkcją wykładniczą.

Wskaźnik oceny sterowania przyspieszeniem i zwalnianiem:
1. Błąd trajektorii i położenia maszyny powinien być jak najmniejszy

2、Proces ruchu maszyny jest płynny, drgania są niewielkie, a reakcja jest szybka

3. Algorytm przyspieszania i zwalniania powinien być możliwie najprostszy, łatwy do wdrożenia i spełniać wymagania sterowania w czasie rzeczywistym.

Jeśli chcesz nawiązać z nami kontakt i współpracę, skontaktuj się z nami.
Współpracujemy ściśle z naszymi klientami, słuchamy ich potrzeb i działamy zgodnie z ich prośbami. Wierzymy, że partnerstwo typu win-win opiera się na jakości produktu i obsłudze klienta.

Changzhou Vic-tech Motor Technology Co., Ltd. to profesjonalna organizacja badawczo-produkcyjna skupiająca się na badaniach i rozwoju silników, kompleksowych rozwiązaniach dla zastosowań silników oraz przetwarzaniu i produkcji produktów silnikowych. Ltd. specjalizuje się w produkcji mikrosilników i akcesoriów od 2011 roku. Nasze główne produkty: miniaturowe silniki krokowe, silniki przekładniowe, silniki przekładniowe, podwodne pędniki oraz sterowniki i regulatory silników.

Nasz zespół ma ponad 20 lat doświadczenia w projektowaniu, rozwijaniu i produkcji mikrosilników i może opracowywać produkty i pomagać klientom projektować zgodnie ze specjalnymi potrzebami! Obecnie sprzedajemy głównie klientom w setkach krajów w Azji, Ameryce Północnej i Europie, takich jak USA, Wielka Brytania, Korea, Niemcy, Kanada, Hiszpania itp. Nasza filozofia biznesowa „uczciwość i niezawodność, zorientowana na jakość”, normy wartości „klient na pierwszym miejscu” opowiadają się za zorientowaną na wydajność innowacją, współpracą, wydajnym duchem przedsiębiorczości, aby ustanowić „buduj i dziel się” Ostatecznym celem jest stworzenie maksymalnej wartości dla naszych klientów.