Dalam pengoperasian normal,motor stepperMotor stepper bergerak satu sudut langkah, yaitu satu langkah maju, untuk setiap pulsa kontrol yang diterima. Jika pulsa kontrol dimasukkan secara terus menerus, motor akan berputar terus menerus sesuai dengan pulsa tersebut. Motor stepper yang tidak sinkron meliputi kehilangan langkah dan kelebihan langkah. Ketika langkah hilang, jumlah langkah yang ditempuh rotor kurang dari jumlah pulsa; ketika langkah dilewati, jumlah langkah yang ditempuh rotor lebih dari jumlah pulsa. Jumlah langkah untuk satu kehilangan langkah dan kelebihan langkah sama dengan kelipatan bilangan bulat dari jumlah putaran. Kehilangan langkah yang serius akan menyebabkan rotor tetap berada di satu posisi atau bergetar di sekitar satu posisi, dan kelebihan langkah yang serius akan menyebabkan motor melampaui target.
Penyebab dan strategi kehilangan langkah
(1) Percepatan rotor lebih lambat daripada medan magnet berputar darimotor stepper
Penjelasan:
Ketika percepatan rotor lebih lambat daripada medan magnet berputar motor stepper, yaitu lebih rendah dari kecepatan perubahan fasa, motor stepper menghasilkan ketidaksesuaian langkah (out-of-step). Hal ini disebabkan oleh input daya yang tidak mencukupi ke motor dan torsi sinkronisasi yang dihasilkan dalam motor stepper tidak memungkinkan kecepatan rotor untuk mengikuti kecepatan rotasi medan magnet stator, sehingga menyebabkan ketidaksesuaian langkah. Karena torsi keluaran dinamis motor stepper menurun seiring dengan meningkatnya frekuensi operasi kontinu, frekuensi operasi apa pun yang lebih tinggi dari itu akan menghasilkan kehilangan langkah. Kehilangan langkah ini menunjukkan bahwa motor stepper tidak memiliki torsi yang cukup dan tidak memiliki kapasitas penggerak yang cukup.
Larutan:
a. Meningkatkan torsi elektromagnetik yang dihasilkan oleh motor stepper itu sendiri. Hal ini dapat dilakukan dengan meningkatkan arus penggerak pada rentang arus nominal; jika torsi pada rentang frekuensi tinggi tidak cukup, Anda dapat meningkatkan tegangan penggerak rangkaian penggerak; mengganti dengan menggunakan motor stepper torsi besar, dll. b. Mengurangi torsi yang perlu diatasi oleh motor stepper. Hal ini dapat dilakukan dengan mengurangi frekuensi operasi motor secara tepat untuk meningkatkan torsi keluaran motor; mengatur waktu akselerasi yang lebih lama sehingga rotor memperoleh energi yang cukup.
(2) Kecepatan rata-rata rotor lebih tinggi daripada kecepatan rotasi rata-rata medan magnet stator
Penjelasan:
Kecepatan rata-rata rotor lebih tinggi daripada kecepatan rotasi rata-rata medan magnet stator. Ketika stator diberi energi dan digerakkan dalam jangka waktu yang lebih lama daripada waktu yang dibutuhkan rotor untuk melangkah lebih jauh, maka rotor memperoleh terlalu banyak energi selama proses langkah tersebut, yang menyebabkan torsi keluaran yang dihasilkan oleh motor stepper meningkat, sehingga menyebabkan motor mengalami overstep. Ketika motor stepper digunakan untuk menggerakkan mekanisme yang membuat beban bergerak naik dan turun, kemungkinan terjadinya fenomena overstep lebih besar, yang disebabkan oleh fakta bahwa torsi yang dibutuhkan oleh motor berkurang ketika beban bergerak ke bawah.
Larutan:
Kurangi arus penggerak motor stepper untuk mengurangi torsi keluaran motor stepper.
(3) Inersia darimotor stepperdan beban yang dibawanya
Penjelasan:
Karena inersia motor stepper itu sendiri dan beban yang ditanggungnya, motor tidak dapat dihidupkan dan dimatikan secara langsung selama pengoperasian, tetapi terjadi kehilangan langkah saat memulai dan terjadi kelebihan langkah saat mematikan.
Larutan:
Melalui proses akselerasi dan deselerasi, yaitu dimulai dari kecepatan rendah, kemudian secara bertahap berakselerasi hingga mencapai kecepatan operasi tertentu, dan kemudian secara bertahap deselerasi hingga berhenti. Kontrol akselerasi dan deselerasi yang wajar dan halus adalah kunci untuk memastikan pengoperasian sistem penggerak stepper yang andal, efisien, dan akurat.
(4) Resonansi motor stepper
Penjelasan:
Resonansi juga merupakan penyebab terjadinya ketidakselarasan langkah. Ketika motor stepper beroperasi terus menerus, jika frekuensi pulsa kontrol sama dengan frekuensi intrinsik motor stepper, maka resonansi akan terjadi. Dalam satu periode pulsa kontrol, getaran tidak cukup diredam, dan pulsa berikutnya datang, sehingga kesalahan dinamis di dekat frekuensi resonansi menjadi yang terbesar dan akan menyebabkan motor stepper kehilangan keselarasan langkah.
Larutan:
Mengurangi arus penggerak motor stepper secara tepat; menggunakan metode penggerak subdivisi; menggunakan metode peredaman, termasuk metode peredaman mekanis. Semua metode di atas dapat secara efektif menghilangkan osilasi motor dan menghindari fenomena ketidaksesuaian langkah.
(5) Hilangnya denyut nadi saat mengubah arah
Penjelasan:
Terbukti bahwa alat ini akurat di segala arah, tetapi akan mengakumulasi penyimpangan segera setelah arahnya diubah, dan semakin sering arahnya diubah, semakin besar penyimpangannya.
Larutan:
Penggerak stepper umum pada sinyal arah dan pulsa memiliki persyaratan tertentu, seperti: arah sinyal pada pulsa pertama sepanjang tepi naik atau tepi turun (persyaratan penggerak yang berbeda tidak sama) sebelum tiba beberapa mikrodetik harus ditentukan, jika tidak akan ada pulsa dengan sudut operasi dan kebutuhan aktual untuk berputar ke arah yang berlawanan, dan akhirnya fenomena kegagalan termanifestasi semakin besar bias yang terjadi, semakin kecil kerusakannya semakin jelas, solusi utamanya adalah menggunakan perangkat lunak untuk mengubah logika pengiriman pulsa atau menambahkan penundaan.
(6) Cacat perangkat lunak
Penjelasan:
Prosedur pengendalian yang menyebabkan hilangnya langkah bukanlah hal yang jarang terjadi, perlu diperiksa apakah program pengendalian tersebut bermasalah.
Larutan:
Jika penyebab masalah tidak dapat ditemukan untuk sementara waktu, ada juga teknisi yang akan membiarkan motor stepper berjalan selama beberapa waktu untuk menemukan kembali titik awal kalibrasinya.
Waktu posting: 19 Maret 2024