Aktuadore gisa,urrats-motorramekatronikaren produktu nagusietako bat da, eta hainbat automatizazio-kontrol sistematan oso erabilia da. Mikroelektronika eta ordenagailu-teknologiaren garapenarekin, pauso-motorren eskaria egunero handitzen ari da, eta hainbat ekonomia-arlo nazionaletan erabiltzen dira.
01 Zer daurrats-motorra
Pauso-motorra pultsu elektrikoak zuzenean mugimendu mekaniko bihurtzen dituen gailu elektromekanikoa da. Motorraren bobinari aplikatzen zaizkion pultsu elektrikoen sekuentzia, maiztasuna eta kopurua kontrolatuz, pauso-motorraren norabidea, abiadura eta biraketa-angelua kontrola daitezke. Posizio-sentsorearekin begizta itxiko feedback kontrol-sistema bat erabili gabe, posizio eta abiadura kontrol zehatza lor daiteke pauso-motor batek eta bere kontrolatzaileak osatutako begizta irekiko kontrol-sistema sinple eta kostu txiki bat erabiliz.
02 urrats-motorraoinarrizko egitura eta funtzionamendu printzipioa
Oinarrizko egitura:
Funtzionamendu printzipioa: pauso-motorren gidariak kanpoko kontrol-pultsuaren eta norabide-seinalearen arabera, bere barne-zirkuitu logikoaren bidez, pauso-motorraren harilkatzeak denbora-sekuentzia jakin batean kontrolatzen ditu aurrera edo atzera energia emanez, motorra aurrera/atzera biratzea edo blokeatzea ahalbidetuz.
Hartu adibide gisa 1,8 graduko bi faseko pauso-motorra: bi harilkatzeak energiaz eta kitzikapenez beteta daudenean, motorraren irteera-ardatza geldirik egongo da eta bere posizioan blokeatuta. Motorra korronte nominalean blokeatuta mantenduko duen momentu maximoa mantentze-momentua da. Harilketa bateko korrontea birbideratzen bada, motorrak urrats bat (1,8 gradu) biratuko du norabide jakin batean.
Era berean, beste harilkadurako korronteak norabidea aldatzen badu, motorrak urrats bat (1,8 gradu) biratuko du aurrekoaren kontrako noranzkoan. Harilkadura-harilketan zehar doazen korronteak sekuentzialki kitzikapenera birbideratzen direnean, motorrak etengabeko urratsean biratuko du norabide jakin batean, zehaztasun oso handiz. Bi faseko pauso-motorrarentzat, 1,8 graduko asteko biraketak 200 urrats behar ditu.
Bi faseko pauso-motorrek bi bobina mota dituzte: bipolarrak eta unipolarrak. Motor bipolarrek bobina bakarra dute fase bakoitzeko, motorraren korrontea etengabe birarazten da bobina berean sekuentzialki aldakorra izan dadin kitzikapena, eta zirkuituaren diseinuak zortzi etengailu elektroniko behar ditu kommutazio sekuentzialerako.
Motor unipolarrek fase bakoitzean polaritate kontrako bi bobina dituzte, eta motorrak
fase berean dauden bi harilkatzeak txandaka energia emanez etengabe biratzen du.
Zirkuitu eragilea lau etengailu elektroniko bakarrik behar izateko diseinatuta dago. Bipolarrean
gidatzeko moduan, motorraren irteerako momentua % 40 inguru handitzen da
unipolar gidatzeko modua, fase bakoitzeko bobinak % 100ean kitzikatuta daudelako.
03, Pauso-motorraren karga
A. Momentu-karga (Tf)
Tf = G * r
G: Kargaren pisua
r: erradioa
B. Inertzia-karga (TJ)
TJ = J * dw/dt
J = M * (R12+R22) / 2 (kg * cm)
M: Karga-masa
R1: Kanpoko eraztunaren erradioa
R2: Barneko eraztunaren erradioa
dω/dt: Azelerazio angeluarra
04, pauso-motorraren abiadura-momentu kurba
Abiadura-momentu kurba pauso-motorren irteera-ezaugarrien adierazpen garrantzitsua da.
motorrak.
A. Pauso-motorraren funtzionamendu-maiztasun puntua
Pauso-motorraren abiadura-balioa puntu jakin batean.
n = q * Hz / (360 * D)
n: bira/seg
Hz: Maiztasunaren balioa
D: Gidatze-zirkuituaren interpolazio-balioa
g: pauso-motorraren urrats-angelua
Adibidez, 1,8°-ko inklinazio angelua duen pauso-motor bat, 1/2 interpolazio-unitate batekin.(hau da, 0,9° urrats bakoitzeko), 1,25 r/s-ko abiadura du 500 Hz-ko funtzionamendu-maiztasunean.
B. Pauso-motorraren auto-abiarazte eremua
Pauso-motorra zuzenean abiarazi eta gelditu daitekeen eremua.
C. Funtzionamendu jarraituaren eremua
Eremu honetan, ezin da pauso-motorra zuzenean abiarazi edo gelditu. Pauso-motorrakeremu hau lehenik auto-abiarazte eremutik igaro behar da eta gero azeleratu egin behar da iristekofuntzionamendu-eremua. Era berean, eremu honetako urrats-motorra ezin da zuzenean balaztatu,bestela erraza da pauso-motorra pausotik kanpo uztea, lehenik moteldu egin behar daberez abiaratzen den eremua eta gero balaztatu egin du.
D. Pauso-motorra abiarazteko maiztasun maximoa
Motorraren kargarik gabeko egoeran, pauso-motorrak ez dezan urrats-funtzionamendua galtzen ziurtatzekopultsu-maiztasun maximoa.
E. Pauso-motorra gehienezko funtzionamendu-maiztasuna
Motorra urratsik galdu gabe martxan jartzeko kitzikatzen den pultsu-maiztasun maximoakargarik gabe.
F. Pauso-motorraren abiarazte-momentua / tiratze-momentua
Pauso-motorra pultsu-maiztasun jakin batean hasteko eta martxan jartzeko, gabekarga-momentu maximoaren urratsak galtzea.
G. Pauso-motorraren martxa-momentua/sarrera-momentua
Pauso-motorraren funtzionamendu egonkorra bermatzen duen karga-momentu maximoapultsu-maiztasun jakin bat pausoa galdu gabe.
05 Pauso-motorraren azelerazio/dezelerazio mugimenduaren kontrola
Pausoz pauso motorraren funtzionamendu-maiztasun puntua abiadura-momentu kurba jarraituan dagoeneanfuntzionamendu eskualdea, nola laburtu motorraren abiaraztea edo gelditzea azelerazioa edo dezelerazioadenbora, motorra abiadura egoera onenean denbora gehiagoz funtziona dezan, eta horrela handituzMotorraren funtzionamendu-denbora eraginkorra oso kritikoa da.
Beheko irudian ikusten den bezala, pauso-motorraren momentu dinamikoaren kurba karakteristikoa hau da:Abiadura txikian doan lerro zuzen horizontal bat; abiadura handian, kurba esponentzialki txikitzen dainduktantziaren eraginagatik.
Badakigu pauso-motorraren karga TL dela, demagun F0-tik F1-era azeleratu nahi duguladenbora laburrena (tr), nola kalkulatu tr denbora laburrena?
(1) Normalean, TJ = Tm-ren % 70
(2) tr = 1,8 * 10 -5 * J * q * (F1-F0)/(TJ -TL)
(3) F (t) = (F1-F0) * t/tr + F0, 0
B. Abiadura handiko baldintzetan azelerazio esponentziala
(1) Normalean
TJ0 = %70 Tm0
TJ1 = %70 Tm1
TL = %60Tm1
(2)
tr = F4 * [(TJ 0-TL)/(TJ 1-TL)]-n
(3)
F (t) = F2 * [1 - e^(-t/F4)] + F0, 0
F2 = (TL-TJ 0) * (F1-F0)/TJ 1-TJ 0)
F4 = 1,8 * 10-5 * J * q * F2/(TJ 0-TL)
Oharrak.
J-k motorraren errotorearen biraketa-inertzia adierazten du kargapean.
q urrats bakoitzaren biraketa angelua da, hau da, pauso-motorraren urrats-angelua
disko osoaren kasuan.
Dezelerazio-eragiketan, goiko azelerazio-pultsu-maiztasuna alderantzikatu besterik ez dago egin beharrik.
kalkulatuta.
06 pauso-motorraren bibrazioa eta zarata
Oro har, pauso-motorra kargarik gabeko funtzionamenduan, motorraren funtzionamendu-maiztasuna deneanmotorraren errotorearen berezko maiztasunaren antzekoa edo berdina bada, erresonantzia izango du, larria izango daurratsez urratseko fenomenoa gertatzen da.
Erresonantziarako hainbat irtenbide:
A. Saihestu bibrazio-eremua: motorraren funtzionamendu-maiztasuna ez dadin egonbibrazio-tartea.
B. Hartu azpisailkapeneko gidatzeko modua: Erabili mikro-urratseko gidatzeko modua bibrazioa murrizteko
jatorrizko urrats bat hainbat urratsetan zatitzea bakoitzaren bereizmena handitzeko
motorraren urratsa. Hori motorraren fase-korronte erlazioa doituz lor daiteke.
Mikropausoek ez dute pauso angeluaren zehaztasuna handitzen, baina motorra gehiago martxan jartzen du.
leunki eta zarata gutxiagorekin. Momentua, oro har, % 15 txikiagoa da erdi-urratseko funtzionamendurako
urrats osoko funtzionamendurako baino, eta % 30 txikiagoa sinusoidal uhineko korrontearen kontrolarako.
Argitaratze data: 2022ko azaroaren 9a