स्टेपर मोटर ड्राइव डिजाइन, चयन और वास्तविक मुकाबला अनुभव सारांश
स्टेपिंग मोटर एक विशेष मोटर है जिसका उपयोग नियंत्रण के लिए किया जाता है। इसका रोटेशन एक निश्चित कोण पर कदम से कदम संचालित होता है (जिसे "चरण कोण" कहा जाता है)। यह कोई संचय त्रुटि (सटीकता 100% है) की विशेषता है, इसलिए इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। खुले लूप नियंत्रण की एक किस्म में उपयोग किया जाता है।
स्टेपिंग मोटर का संचालन एक इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस द्वारा संचालित होता है। यह डिवाइस एक स्टेपिंग मोटर ड्राइवर है, जो नियंत्रण प्रणाली से पल्स सिग्नल को स्टेपिंग मोटर के कोणीय विस्थापन में परिवर्तित करता है, या, नियंत्रण प्रणाली द्वारा भेजे गए प्रत्येक पल्स सिग्नल के लिए। स्टेपर मोटर को चालक द्वारा एक कदम कोण से घुमाया जाता है। इसलिए, स्टेपर मोटर की गति पल्स सिग्नल की आवृत्ति के लिए आनुपातिक है।
कदम पल्स सिग्नल की आवृत्ति को नियंत्रित करना मोटर की गति को सटीक रूप से समायोजित कर सकता है; कदम रखने की दालों की संख्या को नियंत्रित करने से मोटर की स्थिति ठीक हो सकती है। जब चरणबद्ध मोटर उपखंड चालक द्वारा संचालित होता है, तो चरण कोण छोटा हो जाता है। उदाहरण के लिए, जब ड्राइवर 10 उपखंड अवस्था में काम करता है, तो चरण कोण "मोटर के निहित चरण कोण" का केवल दसवां हिस्सा होता है, अर्थात जब चालक उपखंड के बिना पूरे चरण की स्थिति में काम करता है, तो नियंत्रण सिस्टम हर बार एक चरण पल्स भेजता है, मोटर 1.8 ° घूमता है; जबकि उपखंड चालक 10 उपखंड स्थिति में काम करता है, मोटर केवल 0.18 ° घूमता है, जो उपखंड की मूल अवधारणा है। उपखंड फ़ंक्शन पूरी तरह से मोटर के चरण वर्तमान, मोटर से स्वतंत्र को नियंत्रित करके ड्राइव द्वारा उत्पन्न होता है।
चालक उपखंड का मुख्य लाभ यह है कि मोटर की कम आवृत्ति दोलन पूरी तरह से समाप्त हो जाती है। कम आवृत्ति दोलन स्टेपर मोटर्स (विशेष रूप से प्रतिक्रियाशील मोटर्स) की एक अंतर्निहित विशेषता है, और उपखंड इसे खत्म करने का एकमात्र तरीका है। यदि आपके स्टेपर मोटर को कभी-कभी अनुनाद क्षेत्र (जैसे कि arcing) में काम करने की आवश्यकता होती है, तो उपखंड चालक का चयन करें। एकमात्र विकल्प है। मोटर का आउटपुट टॉर्क बढ़ा है। विशेष रूप से तीन-चरण प्रतिक्रियाशील मोटर के लिए, टॉर्क को उप-विभाजित नहीं होने की तुलना में लगभग 30-40% बढ़ाया जाता है। मोटर के रिज़ॉल्यूशन में सुधार करें। यह स्वतः स्पष्ट है कि कदम कोण को कम करने और कदम की एकरूपता में वृद्धि से मोटर के रिज़ॉल्यूशन में सुधार होता है।
ऊपर स्टेपर मोटर का मूल सिद्धांत है। अगला, यह स्टेपर मोटर ड्राइव के डिजाइन और चयन अनुभव को संक्षेप में प्रस्तुत करता है:
होल्डिंग टोक़ (होल्डिंगटॉरक्यू) का चयन करें
होल्डिंग टॉर्क को स्टैटिक टॉर्क भी कहा जाता है, जो उस समय को संदर्भित करता है जिस पर स्टेटर मोटर को घुमाने पर रोटर को लॉक कर देता है लेकिन घूमता नहीं है। चूंकि कम गति पर स्टेपिंग मोटर का टॉर्क होल्डिंग टॉर्क के करीब होता है, स्टेपिंग मोटर का टॉर्क तेजी से बढ़ने के साथ-साथ तेजी से बढ़ता है और आउटपुट पॉवर भी तेजी के साथ बदलती है, इसलिए होल्डिंग टॉर्क है कदम की माप। मोटर लोड क्षमता के सबसे महत्वपूर्ण मापदंडों में से एक। उदाहरण के लिए, 1N.m की स्टेपिंग मोटर को आम तौर पर बिना स्पष्टीकरण के उल्लेख किया जाता है, और यह समझा जा सकता है कि होल्डिंग टॉर्क 1NM है।
चरणों की संख्या का चयन करें
दो-चरण वाली स्टेपिंग मोटर की कम लागत है, चरण कोण कम से कम 1.8 डिग्री है, कंपन कम गति से अधिक है, उच्च गति पर टोक़ तेज है, और यह उच्च गति और कम परिशुद्धता और स्थिरता आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त है; तीन-चरणीय कदम मोटर कदम कोण कम से कम 1.5 डिग्री है, कंपन दो चरण की मोटर की तुलना में छोटा है, और दो चरण की मोटर की तुलना में कम गति का प्रदर्शन बेहतर है। दो-चरण वाली मोटर की तुलना में अधिकतम गति 30 से 50% अधिक है, जो उच्च गति और सटीकता और स्थिरता की आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त है। उच्चतर मामलों में, 5-चरणीय स्टेपिंग मोटर में एक छोटा कदम कोण होता है, और कम गति का प्रदर्शन 3-चरण की स्टेपिंग मोटर की तुलना में बेहतर होता है, लेकिन लागत अधिक होती है, जो मध्य और निम्न गति वर्गों के लिए उपयुक्त होती है और उच्च परिशुद्धता और स्थिरता की आवश्यकता है।
स्टेपर मोटर का चयन करें
मोटर का चयन करने के बाद मोटर का चयन करने के सिद्धांत का पालन किया जाना चाहिए, सबसे पहले, लोड विशेषताओं को स्पष्ट रूप से परिभाषित किया जाना चाहिए, और फिर स्टेपिंग मोटर को खोजने के लिए स्थैतिक टोक़ और विभिन्न प्रकार के स्टेपिंग मोटरों की आवृत्ति आवृत्ति की तुलना की जा सकती है सबसे अच्छा लोड विशेषताओं से मेल खाता है; जब सटीक आवश्यकता अधिक होती है, तो मशीन का उपयोग किया जाना चाहिए। उच्चतम दक्षता और सबसे कम शोर की स्थिति में मोटर काम करने के लिए मंदी डिवाइस; यदि आवश्यक हो, तो वोल्टेज को बदलकर, वर्तमान में या भिगोना बढ़ाकर कंपन क्षेत्र में मोटर काम करने से बचें; बिजली की आपूर्ति वोल्टेज के लिए, यह अनुशंसा की जाती है कि मोटर डीसी 24 वी- 36 वी, 86 मोटर डीसी 46 वी को गोद ले, 110 मोटर डीसी 80 वी से अधिक को गोद ले; बड़े जड़ता लोड को बड़े फ्रेम नंबर के साथ मोटर का चयन करना चाहिए; जब बड़ी जड़ता लोड और काम करने की गति अधिक होती है, तो मोटर को गति बढ़ाने के लिए धीरे-धीरे बढ़ती आवृत्ति को अपनाना चाहिए। मोटर को चरण को खोने से रोकें, शोर को कम करें, और जब मोटर बंद हो जाए तो स्थिति सटीकता में सुधार करें। चूँकि स्टेपिंग मोटर टॉर्क आम तौर पर 40Nm से नीचे होता है, इस टॉर्क रेंज से परे, और रनिंग स्पीड 1000RPM से अधिक होती है, सर्वो मोटर पर विचार किया जाना चाहिए। सामान्य एसी सर्वो मोटर का उपयोग किया जा सकता है। 3000RPM पर सामान्य ऑपरेशन, DC सर्वो मोटर सामान्य रूप से 10000RPM पर चल सकती है।
ड्राइव और उपखंड का चयन करें
पूरे चरण की स्थिति का चयन नहीं करना सबसे अच्छा है, क्योंकि पूरे चरण की अवस्था में कंपन बड़ा है; एक छोटे वर्तमान, बड़े अधिष्ठापन, कम वोल्टेज ड्राइवर को चुनने की कोशिश करें; कम करंट या उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता होने पर, करंट से बड़े ड्राइवर का उपयोग करें, और उपखंड का उपयोग करें। अच्छा उच्च गति प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए हाई-टॉर्क मोटर के लिए टाइप ड्राइवर, हाई-वोल्टेज टाइप ड्राइवर; उस स्थिति में जहां आमतौर पर वास्तविक मोटर की गति अधिक होती है और सटीकता और स्थिरता उच्च नहीं होती है, उच्च-विभाजन वाले ड्राइवर का चयन करना आवश्यक नहीं है। लागत बचाने के लिए; इस स्थिति में कि मोटर की वास्तविक चलने की गति आमतौर पर बहुत कम होती है, सुचारू संचालन सुनिश्चित करने और कंपन और शोर को कम करने के लिए बड़ी संख्या में उपखंडों का चयन किया जाना चाहिए। संक्षेप में, उपखंड संख्या का चयन करते समय, मोटर के वास्तविक संचालन को बड़े पैमाने पर माना जाना चाहिए। गति, लोड टॉर्क रेंज, गियरबॉक्स सेटिंग्स, सटीकता आवश्यकताएं, कंपन और शोर आवश्यकताएं।
