Řízení zrychlení a zpomalení krokovým motorem

Krokový motorprincip fungování
Rotor motoru je obvykle permanentní magnet. Když vinutím statoru protéká proud, vinutí statoru vytváří vektorové magnetické pole. Toto magnetické pole otáčí rotor o úhel tak, že směr dvojice magnetických polí rotoru se shoduje se směrem pole statoru. Když se vektorové magnetické pole statoru otáčí o úhel.

Krokový motorJe to druh indukčního motoru, jehož princip práce spočívá v použití elektronického obvodu, který převádí stejnosměrný proud do časově sdíleného napájecího zdroje a vícefázového časového řídicího proudu. S tímto proudem pro napájení krokového motoru může krokový motor správně fungovat. Ovladač je určen pro časově sdílený napájecí zdroj krokového motoru a vícefázový časový regulátor.

Každý vstupní elektrický impuls otočí motor o jeden úhel dopředu. Jeho výstupní úhlový posun je úměrný počtu vstupních impulsů, rychlost je úměrná frekvenci impulsů. Změnou pořadí zapnutí vinutí se motor otáčí zpět. Můžete tak ovládat počet impulsů, frekvenci a pořadí zapnutí každé fáze vinutí motoru a řídit tak otáčení krokového motoru.

Přesnost běžného krokového motoru je 3-5 % úhlu kroku a neakumuluje se.

Točivý moment krokového motoru se s rostoucí rychlostí snižuje. Jak se krokový motor otáčí, indukčnost každé fáze vinutí motoru vytváří zpětný elektrický potenciál; čím vyšší je frekvence, tím větší je zpětný elektrický potenciál. Jeho působením se frekvence (nebo rychlost) motoru zvyšuje a fázový proud klesá, což vede ke snížení točivého momentu.

Krokový motor může normálně fungovat při nízkých otáčkách, ale pokud je otáčky vyšší než určitá hodnota, nespustí se a je doprovázen pískavým zvukem.

Krokový motor má technický parametr: frekvenci spouštění bez zátěže, to znamená, že krokový motor lze normálně spustit při pulzní frekvenci bez zátěže. Pokud je pulzní frekvence vyšší než tato hodnota, motor se nemůže normálně spustit a může dojít k mimokroku nebo zablokování.

V případě zátěže by měla být spouštěcí frekvence nižší. Pokud má motor dosáhnout vysokých otáček, měla by pulzní frekvence probíhat zrychlovacím procesem, tj. spouštěcí frekvence je nižší a poté při určitém zrychlení stoupá na požadovanou vysokou frekvenci (otáčky motoru z nízkých otáček na vysoké).

Pročkrokové motoryje třeba řídit snížením rychlosti
Rychlost krokového motoru závisí na frekvenci pulzů, počtu zubů rotoru a počtu zdvihů. Jeho úhlová rychlost je úměrná frekvenci pulzů a je časově synchronizovaná s pulzem. Pokud je tedy počet zubů rotoru a počet běžících zdvihů určitý, lze požadované rychlosti dosáhnout řízením frekvence pulzů. Protože krokový motor je spouštěn pomocí synchronního momentu, není spouštěcí frekvence vysoká, aby se neztratil krok. Zejména s rostoucím výkonem se zvětšuje průměr rotoru, zvyšuje se setrvačnost a spouštěcí frekvence a maximální běžící frekvence se mohou lišit až desetkrát.

Charakteristika spouštěcí frekvence krokového motoru je taková, že krokový motor se při spuštění nemůže přímo dostat na provozní frekvenci, ale probíhá proces rozběhu, tj. postupné zvyšování otáček z nízkých otáček na provozní otáčky. Zastavení je možné, když provozní frekvence neklesne okamžitě na nulu, ale probíhá proces postupného snižování otáček z vysokých otáček na nulu.

Proto musí krokový motor obecně procházet třemi fázemi: zrychlení, rovnoměrná rychlost a decelerace, přičemž proces zrychlení a decelerace musí být co nejkratší a doba konstantní rychlosti musí být co nejdelší. Zejména u prací vyžadujících rychlou odezvu je doba potřebná k dosažení co nejkratšího průběhu z počátečního bodu do koncového bodu, což vyžaduje co nejkratší proces zrychlení a decelerace a nejvyšší rychlost při konstantní rychlosti.

Algoritmy zrychlení a zpomalení jsou jednou z klíčových technologií v řízení pohybu a jedním z klíčových faktorů pro dosažení vysoké rychlosti a vysoké účinnosti. V průmyslovém řízení je na jedné straně vyžadován plynulý a stabilní proces zpracování s malým dopadem na flexibilitu; na druhé straně vyžaduje rychlou dobu odezvy a rychlé reakce. S předpokladem zajištění přesnosti řízení pro zlepšení efektivity zpracování a dosažení plynulého a stabilního mechanického pohybu je současné průmyslové zpracování řešením klíčového problému. Algoritmy zrychlení a zpomalení běžně používané v současných systémech řízení pohybu zahrnují zejména: lichoběžníkové zrychlení a zpomalení, exponenciální zrychlení a zpomalení, esovité zrychlení a zpomalení, parabolické zrychlení a zpomalení atd.

Zrychlení a zpomalení v lichoběžníkovém oblouku
Definice: Lineární zrychlení/zpomalení (zrychlení/zpomalení z počáteční rychlosti na cílovou rychlost) s určitým poměrem

Výpočetní vzorec: v(t)=Vo+at

Výhody a nevýhody: Lichoběžníková křivka se vyznačuje jednoduchým algoritmem, menší časovou náročností, rychlou odezvou, vysokou účinností a snadnou implementací. Fáze rovnoměrného zrychlení a zpomalení však neodpovídají zákonu o změně otáček krokového motoru a přechod mezi proměnnou a rovnoměrnou rychlostí nemůže být plynulý. Proto se tento algoritmus používá hlavně v aplikacích, kde nejsou požadavky na proces zrychlení a zpomalení vysoké.

Exponenciální zrychlení a zpomalení křivky
Definice: Znamená to zrychlení a zpomalení exponenciální funkcí.

Index vyhodnocení řízení zrychlení a zpomalení:
1. Chyba trajektorie a polohy stroje by měla být co nejmenší.

2. Pohyb stroje je plynulý, chvění malé a odezva rychlá.

3, algoritmus zrychlení a zpomalení by měl být co nejjednodušší, snadno implementovatelný a měl by splňovat požadavky na řízení v reálném čase.

Pokud s námi chcete komunikovat a spolupracovat, neváhejte nás kontaktovat.
S našimi zákazníky úzce spolupracujeme, nasloucháme jejich potřebám a jednáme podle jejich požadavků. Věříme, že oboustranně výhodné partnerství je založeno na kvalitě produktů a zákaznickém servisu.

Changzhou Vic-tech Motor Technology Co., Ltd. je profesionální výzkumná a výrobní organizace zaměřená na výzkum a vývoj motorů, komplexní řešení pro motorové aplikace a zpracování a výrobu motorových produktů. Společnost se specializuje na výrobu mikromotorů a příslušenství od roku 2011. Naše hlavní produkty: miniaturní krokové motory, převodové motory, podvodní trysky a pohony a regulátory motorů.

Náš tým má více než 20 let zkušeností s návrhem, vývojem a výrobou mikromotorů a dokáže vyvíjet produkty a pomáhat zákazníkům s návrhem podle jejich speciálních potřeb! V současné době prodáváme především zákazníkům ve stovkách zemí Asie, Severní Ameriky a Evropy, jako jsou USA, Velká Británie, Korea, Německo, Kanada, Španělsko atd. Naše obchodní filozofie „integrita a spolehlivost, zaměření na kvalitu“ a hodnoty „zákazník na prvním místě“ prosazují inovace zaměřené na výkon, spolupráci a efektivního podnikatelského ducha s cílem vytvořit model „buduj a sdílej“. Konečným cílem je vytvářet maximální hodnotu pro naše zákazníky.