Žingsninio variklio vairuotojas - įrenginys, tipai ir galimybės

Žingsniniai varikliai šiandien naudojami daugelyje pramonės sričių. Šio tipo varikliai išsiskiria tuo, kad leidžia pasiekti aukštą darbinio kūno padėties nustatymo tikslumą, lyginant su kitų tipų varikliais. Aišku, kad žingsninis variklis veiktų, reikalingas tikslus automatinis valdymas. Tam jie tarnauja kaip žingsninių variklių valdikliai, užtikrinantys nuolatinį ir tikslų įvairių paskirčių elektrinių pavarų veikimą.

Apytiksliai žingsninio variklio veikimo principą galima apibūdinti taip. Kiekvienas pilnas žingsninio variklio rotoriaus apsisukimas susideda iš kelių žingsnių. Dauguma žingsninių variklių yra skirti 1,8 laipsnio žingsniams ir yra 200 žingsnių per visą apsisukimą. Pavara keičia savo žingsninę padėtį, kai tam tikrai statoriaus apvijai tiekiama maitinimo įtampa. Sukimosi kryptis priklauso nuo srovės krypties ritėje.

Kitas žingsnis yra išjungti pirmąją apviją, maitinimas tiekiamas antrajai ir tt, todėl po kiekvienos apvijos apdirbimo rotorius visiškai apsisuks. Bet tai yra apytikslis aprašymas, iš tikrųjų algoritmai yra šiek tiek sudėtingesni ir tai bus aptarta vėliau.

Žingsninio variklio valdymo algoritmai

Žingsninio variklio valdymas gali būti įgyvendintas pagal vieną iš keturių pagrindinių algoritmų: kintamo fazio perjungimo, fazių persidengimo valdymo, pusės žingsnio valdymo arba mikropakopinio valdymo.

Pirmuoju atveju bet kuriuo momentu tik viena iš fazių gauna galią, o variklio rotoriaus pusiausvyros taškai kiekviename žingsnyje sutampa su pagrindiniais pusiausvyros taškais - poliai yra aiškiai apibrėžti.

Fazių persidengimo valdymas leidžia rotoriui pereiti į pozicijas tarp statoriaus polių, o tai padidina sukimo momentą 40 %, palyginti su nefazių persidengimo valdymu. Pasvirimo kampas išlaikomas, tačiau užrakto padėtis pasislenka - ji yra tarp statoriaus polių keterų. Šie pirmieji du algoritmai naudojami elektros įrenginiuose, kur nereikia labai didelio tikslumo.

Pusės žingsnio valdymas yra pirmųjų dviejų algoritmų derinys: viena fazė (apvija) arba dvi yra maitinamos žingsniu. Žingsnio dydis sumažėja perpus, padėties nustatymo tikslumas yra didesnis ir mechaninio rezonanso variklyje tikimybė.

Ir galiausiai mikro lygio režimas.Čia srovės fazėse dydžiai keičiasi taip, kad rotoriaus fiksacijos padėtis viename žingsnyje patenka į tašką tarp polių ir priklausomai nuo srovių santykio vienu metu sujungtose fazėse, galima gauti keletą tokių žingsnių. Reguliuojant srovių santykį, reguliuojant darbo santykių skaičių, gaunami mikrožingsniai - tiksliausias rotoriaus padėties nustatymas.

Daugiau informacijos su schemomis rasite čia: Žingsninio variklio valdymas

Stepper variklio vairuotojas

Norėdami praktiškai pritaikyti pasirinktą algoritmą, įdiekite žingsninio variklio tvarkyklę... Vairuotoje yra maitinimo šaltinis ir valdiklio dalis.

Vairuotojo galios dalis yra kietojo kūno galios stiprintuvas, kurio užduotis yra paversti fazių srovės impulsus į rotoriaus judesius: vienas impulsas - vienas tikslus žingsnis arba mikrolaipsnis.

Srovės kryptis ir dydis — žingsnio kryptis ir dydis.Tai yra, maitinimo bloko užduotis yra tiekti tam tikro dydžio ir krypties srovę į atitinkamą statoriaus apviją, palaikyti šią srovę tam tikrą laiką ir taip pat greitai įjungti ir išjungti sroves, kad įrenginio greitis ir galios charakteristikos atitiktų atliekamą užduotį.

Kuo tobulesnė pavaros mechanizmo galios dalis, tuo didesnį sukimo momentą galima išgauti ant veleno. Apskritai žingsninių variklių ir jų tvarkyklių tobulinimo pažangos tendencija yra išgauti didelį darbinį sukimo momentą iš mažų matmenų, didelio tikslumo variklių ir tuo pačiu išlaikyti aukštą efektyvumą.

Žingsninio variklio valdiklis

Žingsninio variklio valdiklis yra išmani sistemos dalis, kuri dažniausiai gaminama perprogramuojamo mikrovaldiklio pagrindu. Valdiklis atsako už tai, kuriuo metu, į kurią ritę, kiek laiko ir kokia srovė bus tiekiama. Valdiklis valdo vairuotojo maitinimo bloko veikimą.

Pažangūs valdikliai yra prijungti prie kompiuterio ir juos galima reguliuoti realiu laiku naudojant kompiuterį. Galimybė pakartotinai perprogramuoti mikrovaldiklį išlaisvina vartotoją nuo poreikio pirkti naują valdiklį kaskart koreguojant užduotį — užtenka perkonfigūruoti esamą, tai yra lankstumas, valdiklį galima lengvai perorientuoti programiškai, kad atliktų naujas funkcijas. .

Šiandien rinkoje yra daug įvairių gamintojų žingsninių variklių valdiklių, pasižyminčių plečiamomis funkcijomis. Programuojami valdikliai reiškia programų įrašymą, o kai kurie apima programuojamus loginius blokus, su kuriais galima lanksčiai konfigūruoti žingsninio variklio valdymo algoritmą tam tikram technologiniam procesui.

Valdiklio galimybės

Žingsninio variklio valdymas su valdikliu leidžia pasiekti aukštą tikslumą iki 20 000 mikro žingsnių per apsisukimą. Be to, valdymas gali būti atliekamas tiek tiesiai iš kompiuterio, tiek dėl įrenginyje įsiūtos programos arba per programą iš atminties kortelės. Jei vykdant užduotį pasikeičia parametrai, kompiuteris gali apklausti jutiklius, stebėti besikeičiančius parametrus ir greitai pakeisti žingsninio variklio darbo režimą.

Yra prekyboje parduodamų žingsninių variklių valdymo blokų, kurie jungiami prie: srovės šaltinio, valdymo mygtukų, laikrodžio šaltinio, žingsninio potenciometro ir kt. Tokie blokai leidžia greitai integruoti žingsninį variklį į įrangą, kad būtų galima atlikti pasikartojančias ciklines užduotis su rankiniu arba automatiniu valdymu. ... Galimybė sinchronizuotis su išoriniais įrenginiais ir automatinio įjungimo, išjungimo ir valdymo palaikymas yra neginčijamas žingsninio variklio valdymo bloko pranašumas.

Įrenginį galima valdyti tiesiogiai iš kompiuterio, jei, pavyzdžiui, norite paleisti programą skirta CNC mašinai, arba rankiniu režimu be papildomo išorinio valdymo, tai yra autonomiškai, kai žingsninio variklio veleno sukimosi kryptis nustatoma atbulinės eigos jutikliu, o greitis reguliuojamas potenciometru. Valdymo įtaisas parenkamas pagal naudojamo žingsninio variklio parametrus.

Atsižvelgiant į tikslo pobūdį, pasirenkamas žingsninio variklio valdymo būdas. Jei reikia sukonfigūruoti paprastą mažos galios elektrinės pavaros valdymą, kai kaskart vienai statoriaus apvijai būtų taikomas vienas impulsas: pilnai apsisukimui, tarkime, 48 žingsniai, o rotorius pasislinks 7,5 laipsnio su kiekvienu žingsniu. Vieno impulso režimas šiuo atveju tinka.

Didesniam sukimo momentui pasiekti naudojamas dvigubas impulsas - per impulsą vienu metu tiekiamas į dvi gretimas rites.O jei pilnam apsisukimui reikia 48 žingsnių, tai vėlgi reikia 48 tokių dvigubų impulsų, kiekvienas iš jų duos 7,5 laipsnių žingsniu, bet su 40 % didesniu sukimo momentu nei vieno impulso režimu.Sujungę du metodus, padalijus žingsnius galite gauti 96 impulsus – kiekvienam žingsniui gaunate 3,75 laipsnio – tai kombinuotas (pusės žingsnio) valdymo režimas.