Bagaimana cara kerja motor stepper dalam memperlambat laju?

Sebagai aktuator,motor stepperMotor stepper adalah salah satu produk kunci mekatronika, yang banyak digunakan dalam berbagai sistem kontrol otomatisasi. Dengan perkembangan mikroelektronika dan teknologi manufaktur presisi, permintaan akan motor stepper meningkat dari hari ke hari, dan motor stepper serta mekanisme transmisi roda gigi yang digabungkan menjadi kotak roda gigi reduksi, juga semakin banyak terlihat dalam berbagai skenario aplikasi. Hari ini, mari kita pahami bersama mekanisme transmisi roda gigi reduksi jenis ini.

 

Bagaimana cara kerja motor stepper dalam memperlambat laju?

Motor stepper sebagai motor penggerak yang umum dan banyak digunakan, biasanya digunakan dengan peralatan perlambatan untuk mencapai efek transmisi yang ideal; dan peralatan serta metode perlambatan yang umum digunakan pada motor stepper, seperti gearbox reduksi, encoder, controller, sinyal pulsa, dll.

 

Perlambatan sinyal pulsa:Kecepatan putaran motor stepper didasarkan pada perubahan sinyal pulsa input. Secara teori, jika driver diberi pulsa, motor stepper akan berputar dengan sudut langkah (subdivisi untuk sudut langkah subdivisi). Namun dalam praktiknya, jika sinyal pulsa berubah terlalu cepat, motor stepper akan mengalami efek redaman internal berupa potensial listrik terbalik, dan respons magnetik antara rotor dan stator tidak akan mengikuti perubahan sinyal listrik, yang akan menyebabkan kemacetan dan kehilangan langkah.

 

Perlambatan transmisi reduksi:Motor stepper yang dilengkapi dengan gearbox reduksi digunakan bersama-sama. Motor stepper menghasilkan kecepatan tinggi dan torsi rendah, kemudian dihubungkan ke gearbox reduksi. Gearbox reduksi internal membentuk transmisi dengan rasio reduksi, sehingga kecepatan output motor stepper akan berkurang, dan torsi transmisi akan meningkat untuk mencapai efek transmisi yang ideal. Efek reduksi bergantung pada rasio reduksi gearbox; semakin besar rasio reduksi, semakin kecil kecepatan output, dan sebaliknya.

 

Kecepatan kontrol eksponensial kurva:Kurva eksponensial, dalam pemrograman perangkat lunak, pertama-tama menghitung konstanta waktu yang disimpan dalam memori komputer, untuk menentukan pilihan saat bekerja. Biasanya, waktu akselerasi dan deselerasi motor stepper adalah 300ms atau lebih. Jika menggunakan waktu akselerasi dan deselerasi yang terlalu singkat, untuk sebagian besar motor stepper, akan sulit untuk mencapai kecepatan rotasi motor stepper yang tinggi.

 

Deselerasi kontrol encoder:Kontrol PID sebagai metode kontrol yang sederhana dan praktis, telah banyak diaplikasikan pada penggerak motor stepper. Metode ini didasarkan pada nilai r(t) yang diberikan dan nilai keluaran aktual c(t) untuk membentuk deviasi kontrol e(t), yaitu deviasi proporsional, integral, dan diferensial melalui kombinasi linier dari besaran kontrol, sehingga objek kontrol dapat dikendalikan. Makalah ini menggunakan sensor posisi terintegrasi pada motor stepper hibrida dua fasa dan merancang pengontrol kecepatan PI yang dapat disesuaikan secara otomatis berdasarkan detektor posisi dan kontrol vektor, yang memberikan karakteristik transien yang memuaskan dalam kondisi operasi yang bervariasi. Berdasarkan model matematika motor stepper, sistem kontrol PID motor stepper dirancang dan algoritma kontrol PID digunakan untuk mendapatkan besaran kontrol guna mengendalikan pergerakan motor ke posisi yang ditentukan. Akhirnya, melalui simulasi diverifikasi bahwa kontrol tersebut memiliki karakteristik respons dinamis yang baik. Pengontrol PID memiliki keunggulan struktur yang sederhana, ketahanan yang tinggi, dan keandalan yang tinggi, tetapi tidak dapat secara efektif menangani informasi yang tidak pasti dalam sistem.

 

Motor stepper dapat dipasangkan dengan reduktor apa? Dalam paket pemilihan motor stepper dan gearbox, faktor-faktor tersebut perlu diperhatikan, dan jenis gearbox apa yang dapat dipilih untuk digunakan bersama?

 

1. Alasan penggunaan motor stepper dengan reduktor

 

Motor stepper mengubah frekuensi arus fasa stator, misalnya dengan mengubah pulsa input rangkaian penggerak motor stepper, sehingga motor tersebut bergerak dengan kecepatan rendah. Pada motor stepper kecepatan rendah, rotor berhenti saat menunggu perintah langkah. Dalam pergerakan kecepatan rendah, fluktuasi kecepatan akan sangat besar. Pada saat ini, misalnya dengan beralih ke operasi kecepatan tinggi, masalah fluktuasi kecepatan dapat teratasi, tetapi torsi akan tidak mencukupi. Artinya, pada kecepatan rendah akan terjadi fluktuasi torsi, dan pada kecepatan tinggi torsi tidak mencukupi, sehingga perlu menggunakan reduktor.

 

2. Motor stepper sering kali dengan reduktor apa

 

Reducer adalah jenis penggerak roda gigi, penggerak cacing, penggerak roda gigi-cacing, yang terbungkus dalam wadah kaku, sering digunakan sebagai reduktor antara penggerak utama dan mesin kerja, antara penggerak utama dan mesin kerja atau aktuator untuk menyesuaikan transmisi kecepatan dan torsi; reduktor memiliki berbagai macam, menurut jenis transmisinya dapat dibagi menjadi reduktor roda gigi, reduktor roda gigi cacing, dan reduktor roda gigi planet. Menurut jumlah tahapan transmisinya dapat dibagi menjadi reduktor satu tahap dan multi-tahap; menurut bentuk roda giginya dapat dibagi menjadi reduktor roda gigi silinder, reduktor roda gigi bevel, dan reduktor roda gigi bevel-silinder; menurut bentuk susunan transmisinya dapat dibagi menjadi reduktor terbuka, reduktor shunt, dan reduktor koaksial. Reduktor rakitan motor stepper adalah reduktor planet, reduktor roda gigi cacing, reduktor roda gigi paralel, reduktor roda gigi filamen.

 

 

Bagaimana dengan akurasi reduktor planet motor stepper?

 

 

Akurasi reduktor juga disebut celah balik. Ketika ujung keluaran dip фиксир dan ujung masukan diputar searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam untuk menghasilkan torsi nominal +-2% torsi pada ujung keluaran, terdapat perpindahan sudut kecil pada ujung masukan reduktor, dan perpindahan sudut ini adalah celah balik. Satuannya adalah "menit busur", yaitu seperenam puluh derajat. Nilai celah balik yang biasa mengacu pada sisi keluaran gearbox. Reduktor planet motor stepper memiliki kekakuan tinggi, presisi tinggi (satu tahap dapat dicapai dalam 1 menit), efisiensi transmisi tinggi (satu tahap 97%-98%), rasio torsi/volume tinggi, bebas perawatan, dll.

 

Akurasi transmisi motor stepper tidak dapat disesuaikan, sudut putaran motor stepper sepenuhnya ditentukan oleh panjang langkah dan jumlah pulsa, dan jumlah pulsa dapat berupa hitungan lengkap, kuantitas digital bukanlah konsep akurasi, satu langkah adalah satu langkah, dua langkah adalah dua langkah. Akurasi yang dapat dioptimalkan saat ini adalah akurasi jarak bebas pengembalian roda gigi pada gearbox planet.

 

1. Metode penyesuaian akurasi spindel:Penyesuaian akurasi putaran spindel gearbox planet, jika kesalahan pemesinan spindel itu sendiri memenuhi persyaratan, maka akurasi putaran spindel reduktor umumnya ditentukan oleh bantalan. Kunci untuk menyesuaikan akurasi putaran spindel adalah menyesuaikan celah bantalan. Mempertahankan celah bantalan yang sesuai sangat penting untuk kinerja komponen spindel dan umur bantalan. Untuk bantalan gelinding, ketika terdapat celah yang besar, hal itu tidak hanya akan membuat beban terkonsentrasi pada badan gelinding searah gaya, tetapi juga menghasilkan fenomena konsentrasi tegangan yang serius pada kontak jalur cincin dalam dan luar bantalan, memperpendek umur bantalan, juga membuat garis tengah spindel bergeser, mudah menyebabkan getaran pada bagian spindel. Oleh karena itu, penyesuaian bantalan gelinding harus diberi beban awal, untuk menghasilkan sejumlah interferensi di dalam bantalan, sehingga menghasilkan deformasi elastis tertentu pada kontak antara badan gelinding dan jalur cincin dalam dan luar, sehingga meningkatkan kekakuan bantalan.

2. Metode selisih penyesuaian:Gearbox planet dalam proses pergerakannya akan menghasilkan gesekan, menyebabkan perubahan ukuran, bentuk, dan kualitas permukaan antar bagian, serta keausan, sehingga celah antar bagian semakin membesar. Oleh karena itu, kita perlu melakukan penyesuaian dalam rentang yang wajar untuk memastikan keakuratan pergerakan relatif antar bagian.

 

3. Metode kompensasi kesalahan:Kesalahan pada bagian-bagian itu sendiri terjadi melalui perakitan yang tepat, sehingga fenomena pergeseran timbal balik selama masa penyesuaian dapat dipastikan, untuk menjamin keakuratan lintasan pergerakan peralatan.

 

1. Metode kompensasi komprehensif:Alat yang dipasang dengan reduktor itu sendiri untuk melakukan pemrosesan telah dipindahkan dengan penyesuaian meja kerja yang benar untuk menghilangkan hasil gabungan dari akurasi kesalahan.