Trong lĩnh vực kỹ thuật, người ta đều biết rằng dung sai cơ học có ảnh hưởng lớn đến độ chính xác và độ tin cậy của mọi loại thiết bị có thể tưởng tượng được, bất kể mục đích sử dụng. Thực tế này cũng đúng vớiđộng cơ bướcVí dụ, một động cơ bước tiêu chuẩn có mức dung sai khoảng ±5 phần trăm sai số mỗi bước. Nhân tiện, đây là những sai số 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 nhỏ để có độ chính xác
Với độ chính xác tiêu chuẩn, không tích lũy, ±5 phần trăm, cách đầu tiên và hợp lý nhất để tăng độ chính xác là điều khiển động cơ bước vi mô. Điều khiển 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, mang lại lợi ích lớn trong một số ứng dụng.
Hãy bắt đầu với góc bước 1,8 độ của chúng ta. 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 răng cưa trong động cơ. Một cách để giảm bớt sự giảm độ mượt mà này khi vận hành ở tốc độ chậm là giảm kích thước của mỗi bước động cơ. Đây chính là lúc vi bước 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 đến các cuộn dây động cơ. Bộ điều khiển động cơ cung cấp hai sóng sin điện áp đến các cuộn dây động cơ, mỗi sóng lệch pha 90 độ với cuộn dây kia. Vì vậy, khi dòng điện tăng ở một cuộn dây, nó sẽ giảm ở cuộn dây còn lại, tạo ra sự truyền dòng điện dần dần, dẫn đến chuyển động mượt mà hơn và tạo ra mô-men xoắn nhất quán hơn so với điều khiển bước đầy đủ 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 cân nhắc ảnh hưởng của điều này đến các đặc tính còn lại của động cơ. Mặc dù độ mượt của việc truyền mô-men xoắn, chuyển động tốc độ thấp và 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 thể đạt được các đặc tính tổng thể lý tưởng. Do hoạt động của động cơ bước, các bộ truyền động bước vi mô chỉ có thể xấp xỉ sóng sin thực. Điều này có nghĩa là một số gợn mô-men xoắn, cộng hưởng và nhiễu sẽ vẫn còn trong hệ thống mặc dù mỗi yếu tố này đã được giảm đáng kể trong hoạt động bước vi mô.
Độ chính xác cơ học
Một điều chỉnh cơ học khác để tăng độ chính xác cho động cơ bước của bạn là sử dụng tải quán tính nhỏ hơn. Nếu động cơ được gắn vào một quán tính lớn khi cố gắng dừng lại, tải sẽ gây ra hiện tượng quay quá mức nhẹ. Vì đây thường là một lỗi nhỏ, bộ điều khiển động cơ có thể được sử dụng để khắc phục.
Cuối cùng, chúng ta quay lại với bộ điều khiển. Phương pháp này có thể đòi hỏi một số nỗ lực kỹ thuật. Để cải thiện độ chính xác, bạn có thể muốn sử dụng một bộ điều khiển được tối ưu hóa riêng cho động cơ bạn đã chọn. Đây là một phương pháp rất chính xác để kết hợp. Khả năng điều khiển dòng điện của bộ điều khiển càng chính xác thì độ chính xác mà động cơ bước bạn đang sử dụng càng cao. Điều này là do bộ điều khiển điều chỉnh chính xác lượng dòng điện mà cuộn dây động cơ nhận được để khởi động chuyển động bước.
Độ chính xác trong hệ thống chuyển động là một yêu cầu phổ biến tùy thuộc vào ứng dụng. Hiểu được 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 chế tạo các thành phần cơ khí của từng động cơ.
Thời gian đăng: 19-10-2023
