ÜRÜNLERİMİZ
Step Motor un Temelleri
DETAYLAR

Step Motor'un Temelleri

Her motor gücü dönüştürür. Elektrik motorları elektriği harekete geçirir. Adım motorları elektriği dönüşüme çevirir. Bir Step motor, elektrik gücünü dönüşüme çevirmekle kalmaz, aynı zamanda ne kadar döndüreceği ve ne kadar hızlı olacağı açısından çok doğru bir şekilde kontrol edilebilir.

 

Adım motorları ( Step motorlar ) bu şekilde isimlendirilir, çünkü her bir elektrik darbesi motoru bir adım döndürür. Adım motorları, darbeleri motora gönderen bir sürücü tarafından kontrol edilir, bu da darbeye neden olur. Step motorların dönüş darbelerinin sayısı, sürücüye gelen darbelerin sayısına eşittir. Step motor, aynı darbelerin frekansına eşit bir hızda dönecektir.

 

Step motorları kontrol etmek çok kolaydır. Birçok sürücü için, yalnızca entegre devre voltaj seviyesi olan 5 voltluk darbe yeterli olacağı gibi, Ayrıca Orientalmotor puls generatörleri'nden birini kullanmak için sadece bir devre tasarlamanız yeterlidir.

 

 

Adım motorlarının en dikkat çeken özelliklerinden biri, konumlarını çok doğru bir şekilde ayarlamalarıdır. Bu daha sonra derinlemesine ele alınacaktır. Step motorları mükemmel değildir, daima küçük hatalar vardır. Orientalmotor'un standart kademeli motorları ± 3 ark/minute (0.05 °) hassasiyettedir. Yine de Step motorların olağanüstü özelliği, bu hatanın bir adım adım birikmemesidir. Standart bir Step motor bir adım ilerlediğinde 1.8° ± 0.05° gidecektir. Aynı motor bir milyon adım ilerledikten sonra, 1,800,000° ± 0,05° hareket edecektir. Hata birikmez.

 

Step motorları hızla tepki verebilir ve hızlandırabilir. Hızlı bir şekilde hızlanabilecek düşük rotor ataletlerine sahiptirler. Bu nedenle step motorlar kısa, hızlı hareketler için idealdir.

 

STEP MOTOR SİSTEMİ

 

Aşağıdaki diyagram, tipik bir step motor tabanlı sistemi göstermektedir. Bu parçaların hepsi bir biçimde veya başka bir biçimde olmalıdır. Her bileşenin performansı diğerleri üzerinde etkili olacaktır.

 

İlk bileşen bilgisayar veya PLC'dir. Sistemin arkasındaki beyinler budur. Bilgisayar sadece step motor sistemini kontrol etmekle kalmaz aynı zamanda makinenin geri kalanını kontrol eder. Bir asansörü yükseltebilir veya bir konveyör ilerletebilir. Bir PC veya PLC kadar sofistike olabilir veya bir operatör basma düğmesi kadar basit olabilir.

 

İkinci bölüm, dizinleyici veya PLC kartıdır. Bu adım motoruna ne yapılacağını söyler. Motorun hareket ettiği darbelerin doğru sayısını verir ve frekansı değiştirerek motor hızlanır, bir hızda akar ve daha sonra yavaşlar.

 

Bu, Orientalmotor SCX11 indeksleyici veya PLC'ye kayan bir puls üreteci kartı gibi ayrı bir bileşen olabilir. Form önemsizdir, ancak motorun hareket etmesi için mevcut olmalıdır.

Step Motor System

 

 

Sonraki dört kutu motor sürücüsünü oluşturuyor. Faz kontrolü mantığı indeksleyiciden gelen darbeleri alır ve motorun hangi fazına enerjilenmesi gerektiğini belirler. Fazlar belirli bir sırada devreye girer ve faz kontrol mantığı bununla ilgilenir. Lojik güç kaynağı, sürücünün IC'lerine güç sağlayan düşük seviyeli bir besleme kaynağıdır. Çip setine veya uygulama tasarımına bağlıdır, ancak çoğu mantık kaynağı 5 volt aralığındadır. Motor güç kaynağı, motora güç sağlamak için besleme gerilimidir. Bu voltaj seviyesi genellikle 24 VDC aralığındadır, ancak çok daha yüksek olabilir. Son olarak, güç amplifikatörü, akımın fazları enerjilendirmesine izin veren transistor setidir. Bunlar motoru doğru sıra boyunca hareket ettirmek için sürekli olarak açılır ve kapanır.

 

Bu bileşenlerin tümü motora yükü hareket ettirmesini söyleyecektir. Yük, vidalı mil, disk veya konveyör olabilir.

 

Adım Motorları'nın Çeşitleri

 

Şu anda üç genel step motor tipi vardır.

  • Değişken Direnç ( VR )
  • Sabit Mıknatıs ( PM )
  • Hibrid

Orientalmotor yalnızca Hibrid Step motor üretmektedir.

 

Değişken relüktans basamaklı motorların rotor ve stator üzerinde dişleri vardır ancak mıknatıs yoktur. Bu nedenle herhangi bir tıkama momenti yoktur. Daimi Mıknatıs bir rotor için mıknatısa sahiptir fakat dişsizdir. Genellikle, PM mıknatısın ham adım açılarından oluşur, ancak sabit torka sahiptir.

 

Hibrid step motorlar, mıknatısın sürekli mıknatısından ve değişken relüktans motorlarından dişleri birleştirir. Mıknatıs eksenel olarak mıknatıslanır, sağdaki diyagramda üst yarım bir kuzey kutbu ve alt yarı bir güney kutbu şeklindedir. Mıknatıs üzerinde 50 adet dişli iki dişli rotor fincanı bulunur. İki fincan 3.6° 'ye yer değiştirir, böylece rotoru kuzey kutup fincandaki iki diş arasında aşağıya bakarsak, güney kutup fincanın ortasında doğrudan bir diş görürdük.

 

Bu motorlar, faz başına 4 kutuplu, iki fazlı yapıdadır. 90° birbirinden ayrılan kutuplar her fazı oluştururlar. Her faz 180° kutubun aynı polariteye sahip olacağı şekilde sarılır ve bu 90° ayrı polarizasyondur. Eğer o fazdaki akım geri çevrilirse polarite oluşur. Bu, herhangi bir stator kutbunu bir kuzey kutbu veya bir güney kutbu yapabileceğimiz anlamına gelir.

 

Diyagramda saat 12'de saat 6'da kutupların kuzey kutupları olduğunu ve saat 3'te ve saat 9'da kutupların güney kutupları olduğunu varsayalım. A ve A fazlarına enerji verildiğinde, manyetik rotorun güney kutbunu çeker ve 3 ve 9 rotorun kuzey kutbunu çeker. Bir ucundan baktığımızda, rotor dişlerinin 12 ve 6 ile sıraya dizdiği, 3 ve 9'dakilerin ise tam ortada olacağını gördük. Karşı taraftan baktığımızda, kuzey kutbunun rotor dişleri tam olarak 3 ve 9 ile sıralanırken, 12 ve 6'daki dişler tam ortasındaymış gibi duruyordu. Hangi yönde gitmek istediğimize göre, 2 ya da 7 kutuplu kutupları kuzey kutupları olarak veya kutupları 11 ve 5 kutup başı olarak güçlendiririz. Faz sıralamasını belirlemek için sürücüye ihtiyaç duyduğu yer burasıdır. 

 

Rotor üzerinde 50 diş vardır. Dişler arasındaki adım 7.2° 'dir. Motor hareket ettikçe, bazı rotor dişleri stator dişlerine 3/4'lük bir diş açısı, 1/2 diş diş açısı ve 1/4 diş açısı ile uyuşmamaktadır. Step motor her adım attığında en kolay yolu seçecektir, çünkü 7.2° 'nin 1/4'ü 1.8° 'dir. Step motor her adımda 1.8 ° hareket edecektir.

 

Nihayet, tork ve doğruluk kutup (diş) sayısına bağlıdır. Kutuplar ne kadar büyük olursa, tork ve doğruluk o kadar iyi olur. Orientalmotor "Yüksek Çözünürlüklü" Step motorlar sunmaktadır. Bu motorlar, standart Step motorların diş aralığının yarısına sahiptir. Rotorun 100 dişi vardır, böylece dişler arasındaki açı 3.6° olur. Motor diş aralığının 1/4 hareket ettirdiğinde 0,9° hareket eder. "Yüksek Çözünürlüklü" modellerimizin çözünürlüğü standart modellerin iki katıdır, devir başına 400 adım ve devir başına 200 adım.

Daha küçük adım açıları daha düşük titreşim demektir.

             Animasyon'u başlamak için resmi tıklayın.

 

STEP MOTOR YAPISI

 

Aşağıdaki şekil, 5 fazlı kademeli motorun kesitini göstermektedir. Adım motoru öncelikli olarak iki parçadan oluşur: bir stator ve bir rotor. Rotor, sırayla üç bileşenden oluşur: rotor fincanı 1, rotor fincanı 2 ve kalıcı bir mıknatıs. Rotor, eksenel yönde manyetize edilir, böylece, örneğin rotor fincanı 1 kuzeyde polarize edilirse, rotor fincanı 2 güneyde kutuplaşır.

 

Statorun küçük dişleri olan 10 kutuplu manyetik kutupları vardır, her kutup sarımlıdır.

 

​Her bir sargı, karşı kutbun sargısına bağlanır; böylece, sargı akımı çift sargılardan gönderildiğinde, iki kutup da aynı polaritede manyetize olur. (Belirli bir sarım boyunca bir akımın çalıştırılması, aynı kutupta, yani kuzey veya güneydeki kutuplar karşı kutup çifti mıknatıslar.)

 

Karşı kutup kutbu bir safhayı oluşturur. Bu özel motorda 5 fazlı step motor olarak adlandırılan 10 kutup veya beş faz vardır.

 

Her bir rotorun dış çevresine 50 diş vardır, rotor fincanı 1 ve rotor fincanı 2'nin dişleri birbirinden mekanik olarak yarım bir diş aralığı ile dengelenmiştir.

 

        Step motor yapısını incelemek için animasyon üzerinde gezinin.

 

STEP MOTOR'DA HIZ- TORK

 

Bir hız torku eğrisini nasıl okuman gerektiğini bilmeniz çok önemlidir, çünkü bize bir motorun yapabileceği ve yapamayacağını bize gösterecektir. Hız tork eğrileri, verilen bir motoru ve verilen bir sürücüyü temsil eder. Motor çalıştıktan sonra, tork sürücü tipi ve gerilimine bağlıdır. Aynı motor, farklı bir sürücü ile kullanıldığında çok farklı bir hız-tork eğrisine sahip olabilir.

 

Orientalmotor referans için hız-tork eğrileri verir. Benzeri bir gerilimi ve benzer akımı olan benzer bir sürücü kullanan bir motor da benzer bir performans elde etmeniz gerekir. Aşağıdaki interaktif hız-tork eğrisine bakın:

 

Bir Hız-Tork Eğrisini Okuma

  • Holding Torque [ Tutma torku ]​ ​Motor sargılarında akan anma akımı olduğunda motorun bekleme durumunda ürettiği tork miktarıdır.
  • Start/Stop Region [ Start/Stop Bölgesi ]  Motorun anında başlayabileceği, durabileceği veya tersine çevirebileceği değerlerdir 
  • Pull-In Torque [ Çekme Torku ] Motorun giriş darbelerine eşzamanlı olarak başlatabileceği, durdurabileceği veya tersine çevirebileceği tork ve hız değerleridir.
  • PullOut Torque [ Çekmek Torku ] Motorun giriş fazlarıyla senkron çalışabileceği moment ve hız değerleri, Motorun duraksamadan sağlayabileceği azami değerlerdir.
  • Maximum Starting Speed [ Maksimum Başlama Hızı ] Motorun yük olmadan ölçülebildiği maksimum hız.
  • Maximum Running Speed [ Maksimum Çalışma Hızı ] Motorun çalışacağı en yüksek hız, yük olmadan ölçülür.

 Step motor hız-tork tablosunu incelemek için animasyon üzerinde gezinin.

 

 

Pull-in ve PullOut arasındaki bölgede çalışabilmek için, motor başlangıçta start / stop bölgesinde başlamalıdır. Pulse sayısı istenilen hıza ulaşılana kadar artırılır. Durdurmak için, Pull-in momenti eğrisinin altına gelene kadar motor hızı daha sonra azaltılır.

 

Moment, akımın oransal ve tel dönüş sayısı ile orantılıdır. Torku %20 arttırmak istiyorsak, akımı yaklaşık %20 arttırmamız gerekir. Benzer şekilde, torku %50 düşürmek istiyorsak, akımı %50 azaltmalıyız.

 

Manyetik doyumdan dolayı, akımın anma akımının 2 katından fazla arttırılmasının hiçbir avantajı yoktur. Bu noktada akımdaki artış torku arttırmaz. Anma akımının yaklaşık 10 katı seviyesinde rotorun manyetikliğini yok etme riski taşırsınız.

 

Tüm Step motorlarımız Sınıf B izolasyonuna sahiptir ve yalıtım bozunmadan önce 130°C sıcaklığa dayanabilir. İçten dışa 30° sıcaklık farkına izin verirsek, step motor gövde sıcaklığı 100°'nin üzerine çıkmamalıdır.

             Animasyon'u başlamak için resmi tıklayın.

 

Endüktans, yüksek hız torkunu etkiler. Endüktans, motorların sonsuza kadar yüksek bir tork derecesine sahip olmamasının nedenidir. Her motor sargısı belirli bir endüktans ve direnç değerine sahiptir. Henry'lerde endüktans, ohm cinsinden dirençle bölünerek saniye değeri verir. Bu saniye miktarı (zaman sabiti), bobinin nominal değerinin %63'üne kadar şarj olması için gereken süre miktarıdır. Eğer motor 1 amper için derecelendirilirse, 1 zaman sabitinden sonra bobin 0.63 amper olacaktır. Yaklaşık 4 veya 5 zaman sabitinden sonra bobin 1 amper olacaktır. Tork, akımla orantılı olduğundan, eğer akım sadece %63'e kadar şarj edilirse motor, 1 zaman sabitinden sonra momentinin yalnızca %63'üne sahip olur.

 

Düşük hızlarda, bu bir sorun değil. Akım bobinlerine yeterince hızlı girip çıkabilir, böylece step motor nominal torkunda çalışır. Bununla birlikte, yüksek hızlarda,Bir sonraki aşamaya geçmeden önce akım yeterince hızlı olamaz ve Tork düşer.

 

Sürücü voltajı, yüksek hız performansında büyük bir rol oynamaktadır. Sürücü voltajının motor voltajına oranı ne kadar yüksek olursa, yüksek hız performansı o kadar iyi olur.  Yüksek voltajlar, sargılardaki akımın, yukarıda belirtilen% 63'ten daha hızlı bir hızda yol alması için zorlar.
 
 
Hattımızdaki her motor birkaç farklı sargıya sahiptir ve müşteriye bir seçenek sunar. Motorlar, düşük endüktans sargıdan yüksek endüktans sargıya kadar değişir. Neden her zaman düşük endüktans sargısı kullanıp daha iyi performans elde etmiyorsunuz? Cevap, neden ihtiyaç duymadığınıza daha fazla ödeyin? Gerçi, motor fiyatı sargı ne olursa olsun aynıdır, sürücüler arasındaki fark önemli olabilir. Akım oranı sargının endüktansı ile ilgilidir.
 
Düşük endüktanslı kablolama aynı zamanda yüksek akım sargısıdır. Tersine, yüksek endüktanslı kablolama düşük akım sargısıdır. Yüksek hız performansına ihtiyacınız yoksa, düşük akım / yüksek endüktans sargısını kullanabilirsiniz. Sürücüler söz konusu olduğunda, fiyatı geçerli olur. Sürücünün mevcut gücü ne kadar yüksek olursa, fiyatı o kadar yüksek olur.
 
L-R Curve
 
 
STEP MOTOR'DA TİTREŞİM
 
 
Bir Step motor bir adımdan diğerine geçtiğinde, rotor hemen durmaz. Rotor aslında son konumu geçer, geri çekilir, nihai ters yönde geçer ve nihayet dinlenene kadar ileri geri hareket etmeye devam eder (aşağıdaki etkileşimli diyagrama bakınız). Bunu "zil" olarak adlandırırız ve motorun aldığı her adımda gerçekleşir. Bir bungee kablosuna benzer şekilde, momentum rotoru durdurma noktasını geçerek taşır ve nihayet dinleninceye kadar ileri ve geri "sıçrar". Çoğu durumda, ancak motorun bir dinlenme öncesi bir sonraki adıma geçmesi emredilir.
 
 
            Animasyon'u başlamak için resmi tıklayın.
 
Aşağıdaki grafikler farklı yük koşullarında zil sesini gösterir. Yük olmadığında motor çok fazla zil sesi çıkarır. Bir çok zil sesi çok fazla titreşim demektir. Motor boşaltılırsa veya hafifçe yüklenirse, titreşim çok yüksek olduğundan senkronizasyonu kaybedecektir. Bir step motor test edilirken her zaman bir yük altında olduğundan emin olun.
 
Diğer iki grafiğin motoru bir yük ile gösteriyor. Motoru düzgün bir şekilde yüklerseniz performansı düzelir. Yük, motorun üretebileceği torkun %30 ile %70'ini gerektirmeli ve yük ataletinin rotor ataletine oranı 1:1 ile 10:1 arasında olmalıdır. Daha kısa ve hızlı hareketler için oran 1:1 ila 3:1'e yakın olmalıdır.
 

Step Response

 

Orientalmotor uygulama uzmanı ve mühendisleri uygun motor seçiminde yardımcı olabilirler.

 

Step Motor, giriş darbesi frekansı motorun doğal frekansıyla eşleştiğinde daha vahşi titreşim gösterecektir. Buna rezonans denir ve genellikle 200Hz civarında oluşur. Rezonans halinde, Aşırı gerilme ve aşılması çok daha fazla olur ve eksik adım hareket olasılığı çok daha yüksektir. Rezonans yük ataletine bağlı olarak değişir, ancak genellikle 200Hz civarındadır.

 

2 Fazlı Step motorlar yalnızca dörtlü gruplar halinde adımları atlayabilir. Dördün katları halinde adımlar eksikse titreşim senkronizasyonu kaybetmiştir, veya yük step motor'un gücüne göre çok büyüktür. Cevapsız adımlar dörtten fazla değilse, yanlış sayıda atım sorunu'nun sebebi bellidir.  Elektriksel gürültü sorunlara neden oluyordur.

 

Rezonans almak için çeşitli yollar var. En kolay yol bu hızdan tamamen kaçınmaktır. 60 rpm olan 2 fazlı bir motor için 200 Hz olağanüstü derecede hızlı değildir. Çoğu motorun maksimum başlangıç hızı yaklaşık 1000 pps civarındadır. Çoğu durumda motoru, rezonant hızdan daha yüksek bir hızda çalıştırabilirsiniz.

 

Eğer rezonant hızın altında bir hızla başlamak zorunda kalırsanız, Hızlı bir şekilde rezonant aralığı boyunca hızlandırın.

 

Başka bir çözüm adım açısını daha küçük yapmaktır. Daha büyük adım açıları için motor herzaman daha fazla uğraşır ve daha az aşırıda kalır. Motorun uzaklaşması gerekmiyorsa, büyük bir miktarı aşmak için yeterli kuvvet (tork) oluşturmaz. Adım açısı daha küçük hale getirildiğinde, motor o kadar fazla titremez. Bu nedenle yarım basamaklı ve mikro basamaklı sistemler titreşimi azaltmada çok etkilidir.

 

Resonance

Motorun gücü'nün yüke uygun boyutlarda seçildiğinden emin olun. Uygun motoru seçerek performansı artırabilirsiniz.

 

Step motor aksesuarlarında damperler de mevcuttur. Damperler çift taraflı step motorlar da  motorun arka miline oturur ve titreşim enerjisinin bir kısmını emer. Titreşen bir step motorun hareketini  düzeltmek için sıklıkla kullanılan ucuz çözümdür.

 

5 FAZLI STEP MOTORLAR

 

Adım motorlarında nispeten yeni bir teknoloji 5 fazlıdır. 2 fazlı ve 5 fazlı arasındaki en belirgin fark (aşağıdaki etkileşimli diyagrama bakınız) stator kutuplarının sayısıdır. 2 fazlı motorlar faz başına 8 kutuplu olmakla birlikte, 5 fazlı motorun faz başına 2 kutup ve 10 kutup vardır. Rotor, 2 fazlı step motorunkiyle aynıdır.

 

İki fazlı motor her fazın 1/4 diş perdesini hareket ettirirken. Yapısı nedeniyle 5 fazlı motor, diş perdesinin 1/10'unu hareket ettirir. Derece hala 7.2° olduğu için basamak açısı 0,72° 'dir. Temel yapısıyla 5 fazlı step motor'un çözünürlüğü, devir başına 500 adım'dır. 2 fazlı step motor'un devir başına 200 adımına kıyasla, 2,5 kat daha iyi bir çözünürlük sunar.

 

Daha yüksek bir çözünürlük ile daha küçük bir adım açısı elde edersiniz ve bu da titreşimi azaltır. 5 fazın adım açısı, 2 fazdan 2,5 kat daha küçük olduğundan zil sesi, titreşimler çok daha düşüktür. Hem 2 fazlı hem de 5 fazlı rotorlar, basamakları kaçırmak için 3.6° 'yi aşmamalı veya aşılmamalıdır. 5 fazın basamak açısı sadece 0.72° olduğu için motorun 3.6° aşması veya aşılması neredeyse imkansızdır. 5 fazlı step motor ile  senkronizasyonu kaybetme şansı çok düşüktür.

 

STEP MOTOR SÜRÜCÜ METODLARI

 

Step motorlar için dört farklı tahrik yöntemi vardır.

  • Dalga Sürüşü ( Full Step )
  • 2 Faz açık ( Full Step )
  • 1-2 Faz açık ( Half Step )
  • Mikrostep

 

Dalga Sürüşü

 

Sağdaki diyagramda, dalga sürüş yöntemi teoriyi daha iyi göstermek için basitleştirilmiştir. Resimde her 90° dönüş, gerçek bir step motor'da 1.8° rotor dönüşünü temsil etmektedir.

 

 

 

 

Dalga sürme yönteminde (aynı zamanda 1 fazlı AÇIK yöntemi), aynı anda yalnızca bir faz açılır. Bir güney kutbuna A fazı enerji verildiğinde, rotorun kuzey kutbunu çeker. A kapatırız ve B'yi açarsak, rotor 90° döner (1.8°). Her seferinde yalnızca bir faz enerjilendirilir.

 

 

 

Dalga sürücü'nün step motoru döndürmek için dört adımlı bir elektrik sırası vardır.

 

 

 

 

2 Faz Açık

 

"2 fazlı" yönteminde iki faz'a daima enerji verilir.

 

Bir kez daha sağdaki resimde inceleyebileceğiniz gibi, her 90°, 1.8° dönüşü temsil eder. A ve B'nin her iki fazı da güney kutupları olarak enerjilendirilirse, rotorun kuzey kutbu iki kutba da aynı anda çekilir ve doğrudan ortada sıralanır. Fazlar enerjilendirildiğinde, rotor iki enerjilenen kutup arasında sıraya gelecek şekilde dönecektir.

 

 

 

 

 

"2 faz açık" yöntemi, motoru döndürmek için dört aşamalı bir elektrik sırasına sahiptir.

 

Orientalmotor standart 2 fazlı ve 2 fazlı M tipi Step motorları'nda "2 fazlı açık" yöntemi kullanmaktadır.

 

"2 fazlı" yöntemin "1 fazlı" yöntemi üzerindeki avantajı ne kadardır? Cevap torktur. "1 fazlı" yöntemde, aynı anda yalnızca bir faz devrede olduğundan rotor üzerinde bir tork momenti var. "2 fazlı" yöntemde, rotor üzerinde 1 saat 12 pozisyonunda 1 saat 3 pozisyonunda toplam iki adet tork momenti var. Bu iki tork vektörünü bir araya getirirsek, 45° 'de bir sonuç elde ederiz ve büyüklük %41.4 daha büyük olur. "2 fazlı" yöntemini kullanarak, "1 fazlı" yöntemle aynı adım açısını elde edebilirsiniz, ancak %41 daha fazla tork elde edersiniz.

 

Beş fazlı step motorlar biraz farklıdır. "Two phase on" yöntemini kullanmak yerine "four phase on" yöntemini kullanılır. Her seferinde fazların 4'ünü açar ve motor bir adım atar.

 

Beş fazlı step motor'da 10 adımlı bir elektrik sırası geçiyor.

 

 

 

1-2 Faz Açık (Half Step)

 

"1-2 faz açık" yöntem veya yarım adımlar önceki iki yöntemi bir araya getirir. Bu durumda A evresine enerji veriyoruz. Rotor sıraya giriyor. Bu noktada A fazını B fazı üzerinde tutuyor ve enerjilendiriyoruz. Şimdi rotor hem ortadaki hem de bir çizgiye aynı derecede çekicidir. Rotor 45° döndürüldü (0.9°). Şimdi faz A'yı kapatıyoruz, ancak faz B'de bırakıyoruz. Motor bir adım daha atıyor. Ve bu şekilde ve benzeri. Bir faz ve iki faz arasında değişerek, adım açısını yarıya indirebiliyoruz. Daha küçük bir adım açıyla, titreşimin azaltıldığını unutmayın.

 

(5 fazlı bir motor için, 4 faz ve 5 faz arasında değişir.)

 

Yarım adım modunda sekiz adım elektrik sırası vardır. "4-5 fazlı açma" yönteminde beş fazlı motor için motor, 20 adımlı bir elektrik sırası geçirir.

 

Mikrostep

 

Mikro adım atma, küçük adımları daha da küçük yapmak için bir yoldur. Basamak ne kadar küçük olursa, çözünürlük o kadar yüksek olur ve titreşim özellikleri o kadar iyi olur. Mikro adım atmada, bir faz tamamen açık veya tamamen kapalı değildir. Kısmen açık. Sinüs dalgaları hem A fazı hem de B fazı, 90° aralıkla (beş fazlı kademeli motorda 0.9°) uygulanır.

                    Animasyon'u başlamak için resmi tıklayın.

 

Maksimum güç faz A'da olduğunda, faz B sıfırda. Rotor, faz A'ya hizalanacaktır. A fazına gelen akım azaldığından faz B'ye yükseliyor. Rotor, faz B, maksimuma ve A fazı sıfıra erişene kadar, faz B'ye doğru küçük adımlar atacaktır. Süreç diğer aşamalardan geçerek devam ediyor ve mikro adım atmış bulunuyoruz.

 

Mikro adımlarla, çoğunlukla doğruluk ve tork ile ilişkili bazı problemler vardır. Fazlar sadece fazlara sadece kısmen enerji verildiğinden motor torku genellikle yaklaşık% 30 oranında azaltılır. Ayrıca adımlar arasındaki tork farkı çok küçük olduğu için motor bazen yükü aşamaz. Bu durumlarda, motor hareket etmeden önce 10 adım ilerletmek üzere komuta edilebilir. Çoğu durumda step motor fiyatına enkoder eklenerek kapalı çevrim çalıştırmak gerekir

 

Step Motor Sistemleri

 

  • Açık Çevrim Sistemler
  • Kapalı Çevrim Sistemler
  • Servo Sistemler

 

Açık Çevrim Sistemler

 

Step motorları açık devre sistemi olarak tasarlanmıştır. Bir puls üreteci, faz sıralama devresine puls gönderir. Faz sıralayıcısı, tam adım ve yarı adım bilgilerinde açıklandığı gibi hangi fazların kapatılması veya açık kalması gerektiğini belirler. Seperatör motoru çeviren büyük güç FET'lerini kontrol eder.

 

Bununla birlikte, açık döngü sistemi ile, konum doğrulaması ve motorun komuta edilen hareketi yapıp yapmadığının bilinmesi mümkün değildir.

 

 

Kapalı Çevrim Sistemler

 

Döngüyü kapatmanın en popüler yöntemi, çift mafsallı motorun arka milinde bir enkoder eklemektir. Enkoder, üzerinde çizgiler bulunan ince bir diskten oluşur. Disk bir verici ve alıcı arasında geçer. İki satır arasında bir satır geldiğinde, sinyal satırlarında bir darbe çıkışı yapılır. Bu darbeler, sayıları kontrol eden denetleyiciye geri beslenir. Genellikle, hareketin sonunda denetleyici, sürücüye gönderilen darbelerin sayısını geri gönderilen darbe sayısıyla karşılaştırır. Bir rutin genellikle, eğer iki sayı farklıysa, farklar oluşur. Sayılar aynı ise, hata oluşmaz ve hareket devam eder.

 

Bu yöntemin iki dezavantajı vardır: maliyet (ve karmaşıklık) ve yanıt. Enkoderin ek maliyeti ve kontrolörün daha gelişmiş olması, sisteme maliyet katar. Ayrıca, hareketin sonunda düzeltme (varsa) yapıldığından, sisteme ilave zaman eklenebilir.

 

 

Servo Sistemler

 

Başka bir seçenek de bir servo sistemidir. Bir servo sistemi, tipik olarak, yüksek hız sağlayan ancak doğal konumlandırma kabiliyetine sahip olmayan düşük kutuplu bir motordur. Bir konum aygıtı yapmak için genellikle ve enkoder veya çözümleyici ve kontrol döngüleri gereklidir. Resolver sayısı belli bir noktaya gelene kadar servo esasen açılıp kapanır. Bu nedenle servo, hataya dayalı olarak çalışır. Örneğin, servo, 100 devir taşımak için komuta edildi. Çözücü sayısı sıfır okunur ve motor açıktır. Resolver sayısı 100 devire ulaştığında, motor kapanır. Konum saptırılırsa, motor tekrar pozisyona getirmek için tekrar açılır. Servo, hataya nasıl tepki verdiği bir kazanç ayarına bağlıdır. Kazanç ayarı yüksekse, motor hatadaki tüm değişikliklere çok çabuk tepki verecektir. Kazanç ayarı düşükse, motor hata değişikliklerine en kısa sürede cevap vermez. Bununla birlikte, herhangi bir zaman kazanımı ayarları söz konusudur, zaman gecikmeleri hareket kontrol sistemine dahil edilmiştir.

 

 

Alpha Step Kapalı Çevrim Step Motor Sistemleri

AlphaStep serisi Orientalmotor firması'nın devrim niteliğinde step motor ürünüdür. AlphaStep, konum geri bildirimi sağlayan dahili bir çözümleyici içerir. Her noktada rotorun nerede olduğunu biliyoruz.

AlphaStep sürücüsünün bir giriş sayacı vardır. Sürüye giden tüm nabızlar sayılır. Resolver geri bildirimi, rotor pozisyon sayacına gider. Herhangi bir sapma sayacında bulunur. Normalde motor açık devreden geçer. Tork vektörleri üretiyor ve motor takip ediyor. Sapma sayacı ± 1.8° 'den büyük bir değer gösteriyorsa, faz sıralayıcı, rotoru senkronize hale getirmek için maksimum tork üreten tork deplasman eğrisinin yüksek kısmındaki tork vektörünü açar. Motor birkaç adımla kapanırsa, sıralama düzeneği, tork deplasman eğrisinin yüksek kısmında birkaç tork vektörünü enerjilendirir. Sürücü, 5 saniyeye kadar bir aşırı yükü kaldırabilir. Motoru 5 saniye içinde senkronize hale getiremezse, sürücü arıza verir ve bir alarm gönderir.

 

AlphaStep'in mükemmel özelliği, kaçırılan adımlar için anında düzeltmeler yapmasıdır. Düzeltmeleri yapmak için hareketin sonuna kadar beklemiyor. Rotor 1.8° 'ye geri geldiğinde, sürücü açık döngü moduna geri döner ve uygun faz enerjilendirmeleri gönderir.

 

 

Aşağıdaki grafik, tork deplasman eğrisini ve ünite açık çevrim veya kapalı çevrim modundayken çalışmasını gösterir. Tork deplasman eğrisi, bir faz tarafından üretilen torktur. Rotor dişleri 1.8° yer değiştirdiğinde maksimum bir tork üretir. Motor, 3.6° 'den fazla aşarsa bir adım atabilir. Sürücü, tork vektörünü 1.8° kaçırdığında kontrol altına aldığından, motorun 5 saniyeden fazla aşırı yükleme yapması dışında motorun adımları kaçırması mümkün değildir.

Torque Displacement

 

Birçok kişi AlphaStep'in basamak doğruluğunun ± 1.8° olduğunu düşünüyor. AlphaStep'in adım hassasiyeti 0.083° (5 arc/minute) 'dir. . Sürücü 1.8° dışındaki tork vektörlerini kontrol eder. 1.8° içerisine girildiğinde, rotor dişleri üretilen tork vektörüyle aynı hizada olacaktır. AlphaStep uygun dişin tork vektörü ile sıralamasını sağlar.

AlphaStep birçok versiyonda mevcuttur. Orientalmotor, çözünürlüğü ve torku artırmak veya yansıyan atalet oranını azaltmak için çeşitli dişli oranları olan yuvarlak mil ve redüktörlü tipleri sunar. Hemen hemen tüm versiyonlar, başarılı bir manyetik frenle donatılabilir. Orientalmotor'da AR  serisi inkremental enkoder'li, AZ Serisi Absolute Enkoder'li, DC beslemeli veya AC beslemeli serileri vardır.

 

SONUÇ

 

Özetle, Step motorlar konumlandırma uygulamaları için mükemmel seçimdir. Adım motorları hem darbelerin sayısını hem de frekanslarını değiştirerek hem mesafe hem de hız açısından hassas bir şekilde kontrol edilebilir. Step motorlar'ın yüksek kutup sayısı onlara yüksek hassasiyette konumlandırma sağlar. Step motorların aynı zamanda açık çevrim modelleri vardır. Uygulama için doğru güçte step  motor seçimi yapılmışsa, step motorlar asla adım kaçırmaz. Ve pozisyonel geri bildirime ihtiyaç duymadıkları için çok uygun maliyetlidirler.

 

Copyright @ Otkon Otomasyon & Kontrol Web Tasarım Naya Bilişim