Trong lĩnh vực kỹ thuật, người ta biết rõ rằng dung sai cơ học có ảnh hưởng lớn đến độ chính xác và độ chính xác đối với mọi loại thiết bị có thể tưởng tượng được bất kể mục đích sử dụng của nó. Thực tế này cũng đúng vớiđộng cơ bước. Ví dụ, một động cơ bước được chế tạo tiêu chuẩn có mức dung sai khoảng ±5 phần trăm cho mỗi bước. Nhân tiện, đây là những lỗi không tích lũy. Hầu hết các động cơ bước di chuyển 1,8 độ mỗi bước, dẫn đến phạm vi sai số tiềm ẩn là 0,18 độ, mặc dù chúng ta đang nói về 200 bước mỗi vòng quay (xem Hình 1).
Động cơ bước 2 pha - Dòng GSSD
Bước thu nhỏ cho độ chính xác
Với tiêu chuẩn, không tích lũy, độ chính xác là ±5 phần trăm, cách đầu tiên và hợp lý nhất để tăng độ chính xác là điều khiển động cơ bước nhỏ. Bước vi mô là một phương pháp điều khiển động cơ bước không chỉ đạt được độ phân giải cao hơn mà còn chuyển động mượt mà hơn ở tốc độ thấp, có thể mang lại lợi ích lớn trong một số ứng dụng.
Hãy bắt đầu với góc bước 1,8 độ của chúng tôi. Góc bước này có nghĩa là khi động cơ chậm lại, mỗi bước sẽ trở thành một phần lớn hơn của tổng thể. Ở tốc độ ngày càng chậm, kích thước bước tương đối lớn sẽ gây ra hiện tượng co giật trong động cơ. Một cách để giảm bớt tình trạng giảm độ mượt khi vận hành ở tốc độ chậm là giảm kích thước của từng bước động cơ. Đây là lúc bước vi mô trở thành một giải pháp thay thế quan trọng.
Bước vi mô đạt được bằng cách sử dụng điều chế độ rộng xung (PWM) để điều khiển dòng điện tới cuộn dây động cơ. Điều xảy ra là bộ điều khiển động cơ cung cấp hai sóng hình sin điện áp đến cuộn dây động cơ, mỗi sóng lệch pha nhau 90 độ. Vì vậy, trong khi dòng điện tăng trong một cuộn dây, nó lại giảm ở cuộn dây còn lại để tạo ra sự truyền dòng điện dần dần, dẫn đến chuyển động mượt mà hơn và tạo ra mô-men xoắn ổn định hơn so với điều khiển toàn bước tiêu chuẩn (hoặc thậm chí nửa bước thông thường) (xem Hình 2).
trục đơnbộ điều khiển động cơ bước + trình điều khiển hoạt động
Khi quyết định tăng độ chính xác dựa trên điều khiển bước vi mô, các kỹ sư phải xem xét điều này ảnh hưởng như thế nào đến các đặc tính còn lại của động cơ. Mặc dù độ mượt mà của việc cung cấp mô-men xoắn, chuyển động tốc độ thấp và sự cộng hưởng có thể được cải thiện bằng cách sử dụng bước vi mô, nhưng những hạn chế điển hình trong điều khiển và thiết kế động cơ khiến chúng không đạt được các đặc tính tổng thể lý tưởng. Do hoạt động của động cơ bước, bộ truyền động bước vi mô chỉ có thể xấp xỉ sóng hình sin thực. Điều này có nghĩa là một số gợn sóng, cộng hưởng và nhiễu mô-men xoắn sẽ vẫn còn trong hệ thống mặc dù mỗi yếu tố này đã giảm đáng kể trong hoạt động từng bước vi mô.
Độ chính xác cơ học
Một điều chỉnh cơ học khác để đạt được độ chính xác trong động cơ bước của bạn là sử dụng tải quán tính nhỏ hơn. Nếu động cơ được gắn với quán tính lớn khi nó cố gắng dừng lại, tải sẽ gây ra hiện tượng quay quá mức một chút. Vì đây thường là một lỗi nhỏ nên có thể sử dụng bộ điều khiển động cơ để khắc phục.
Cuối cùng, chúng ta quay lại bộ điều khiển. Phương pháp này có thể mất một số nỗ lực kỹ thuật. Để cải thiện độ chính xác, bạn có thể muốn sử dụng bộ điều khiển được tối ưu hóa riêng cho động cơ bạn đã chọn sử dụng. Đây là một phương pháp rất chính xác để kết hợp. Khả năng điều khiển dòng điện động cơ của bộ điều khiển càng chính xác thì bạn càng nhận được độ chính xác cao hơn từ động cơ bước bạn đang sử dụng. Điều này là do bộ điều khiển điều chỉnh chính xác lượng dòng điện mà cuộn dây động cơ nhận được để bắt đầu chuyển động bước.
Độ chính xác trong hệ thống chuyển động là yêu cầu chung tùy thuộc vào ứng dụng. Hiểu cách hệ thống bước hoạt động cùng nhau để tạo ra độ chính xác cho phép kỹ sư tận dụng các công nghệ hiện có, bao gồm cả những công nghệ được sử dụng để tạo ra các bộ phận cơ khí của mỗi động cơ.
Thời gian đăng: Oct-19-2023
