כיצד מנועי צעד מאטים את קצב פעולתם?

כמפעיל,מנוע צעדהוא אחד ממוצרי המכטרוניקה המרכזיים, הנמצא בשימוש נרחב במערכות בקרה אוטומציה שונות. עם התפתחות המיקרואלקטרוניקה וטכנולוגיית הייצור המדויק, הביקוש למנועי צעד עולה מיום ליום, ומנועי צעד ומנגנון העברת הילוכים משולבים לתיבת הילוכים מדויקת, אך גם נמצאים ביותר ויותר תרחישי יישום לצפייה, וכיום כולם מבינים יחד סוג זה של מנגנון העברת הילוכים מדויק.

 

כיצד מנועי צעד מאטים את קצב פעולתם?

מנוע צעד הוא מנוע הנעה נפוץ ונמצא בשימוש נרחב, המשמש בדרך כלל עם ציוד האטה כדי להשיג את אפקט ההולכה האידיאלי; ומנוע צעד הוא מנוע ושיטות האטה נפוצים, כגון תיבת הילוכים להפחתה, מקודדים, בקרים, אות דופק וכו'.

 

האטת אות הדופק:מהירות הסיבוב של מנוע הצעד מבוססת על שינוי אות הפולס של הקלט. בתיאוריה, אם נותנים פולס לדרייבר, מנוע הצעד מסתובב בזווית צעד (חלוקה לזווית צעד). בפועל, אם אות הפולס משתנה מהר מדי, מנוע הצעד יהפוך את הפוטנציאל החשמלי ההפוך עקב אפקט הריסון הפנימי של מנוע הצעד והתגובה המגנטית בין הרוטור לסטטור לא תעקוב אחר השינוי באות החשמלי, מה שיגרום לחסימה ואובדן צעדים.

 

האטת תיבת הילוכים להפחתה:מנוע צעד המצויד בתיבת הילוכים להפחתה משמש יחד עם תיבת הילוכים להפחתה, יציאת מנוע צעד במהירות גבוהה ומהירות מומנט נמוכה, המחובר לתיבת ההילוכים להפחתה. יחס ההפחתה הפנימי של תיבת ההילוכים נוצר על ידי רשת תיבת ההילוכים. יחס ההפחתה של יציאת מנוע הצעד במהירות גבוהה יופחת, ומומנט תיבת ההילוכים ישתפר כדי להשיג את אפקט ההילוכים האידיאלי; אפקט ההפחתה תלוי ביחס ההפחתה של תיבת ההילוכים, ככל שיחס ההפחתה גדול יותר, כך מהירות המוצא קטנה יותר, ולהיפך.

 

מהירות בקרת עקומת אקספוננציאלית:עקומת אקספוננציאלית, בתכנות תוכנה, קבועי הזמן המחושבים תחילה המאוחסנים בזיכרון המחשב מצביעים על הבחירה במהלך העבודה. בדרך כלל, זמן ההאצה וההאטה של ​​מנוע הצעד הסופי הוא 300ms או יותר. אם משתמשים בזמן האצה וההאטה קצר מדי, עבור רוב מנועי הצעד, יהיה קשה להשיג סיבוב במהירות גבוהה של מנוע הצעד.

 

האטת בקרת מקודד:בקרת PID כשיטת בקרה פשוטה ומעשית, בהנעת מנוע צעד, צברה יישום נרחב. היא מבוססת על הערך הנתון r(t) וערך הפלט בפועל c(t) כדי ליצור את סטיית הבקרה e(t), הסטייה של הפרופורציה, האינטגרל וההפרש באמצעות שילוב ליניארי של כמות הבקרה, בקרת אובייקט הבקרה. המאמר משתמש בחיישן מיקום משולב במנוע צעד היברידי דו-פאזי ומתכנן בקר מהירות PI מתכוונן אוטומטית המבוסס על גלאי מיקום ובקרת וקטור, המספק מאפייני מעבר משביעי רצון בתנאי הפעלה משתנים. בהתבסס על המודל המתמטי של מנוע הצעד, מערכת בקרת ה-PID של מנוע הצעד מתוכננת ואלגוריתם בקרת ה-PID משמש לקבלת כמות הבקרה לשליטה בתנועת המנוע למיקום שצוין. לבסוף, אומת באמצעות סימולציה כי לבקרה יש מאפייני תגובה דינמיים טובים. לבקר ה-PID יש יתרונות של מבנה פשוט, חוסן גבוה ואמינות גבוהה, אך הוא אינו יכול להתמודד ביעילות עם מידע לא ודאי במערכת.

 

לאיזה מפחית ניתן להתאים מנוע צעד? בבחירת חבילת מנוע צעד ותיבת הילוכים יש לשים לב לגורמים אלה, ואיזה סוג של תיבת הילוכים ניתן לבחור לשימוש יחד?

 

1. הסיבה למנוע צעד עם מפחית

 

מנוע צעד מבצע החלפת תדר של זרם פאזה של הסטטור, כגון שינוי דופק הקלט של מעגל ההנעה של מנוע הצעד, כך שהוא הופך לתנועה במהירות נמוכה. מנוע צעד במהירות נמוכה ממתין לפקודת צעד, הרוטור נעצר, ובמהירות נמוכה, תנודות המהירות יהיו גדולות מאוד. בשלב זה, כמו מעבר לפעולה במהירות גבוהה, זה יכול לפתור את בעיית תנודות המהירות, אך המומנט לא יהיה מספיק. כלומר, במהירות נמוכה יהיו תנודות במומנט, ובמהירות גבוהה לא יהיה מספיק מומנט, ולכן יש צורך להשתמש במפחית.

 

2. מנוע צעד לרוב עם מפחית מה

 

מפחית הוא סוג של הנעת גלגל שיניים, הנעת תולעת, גלגל שיניים-הנעה תולעת, העטוף במעטפת קשיח, משמש לעתים קרובות כמפחית בין המנוע הראשי למכונת העבודה, בין המנוע הראשי למכונת העבודה או למפעיל כדי להתאים את המהירות והמומנט לתיבת הילוכים; למפחית מגוון רחב, בהתאם לסוג תיבת ההילוכים ניתן לחלק אותו למפחית הילוכים, מפחית הילוכים תולעת ומפחית הילוכים פלנטריים. בהתאם למספר שלבי תיבת ההילוכים ניתן לחלק אותו למפחית חד-שלבי ורב-שלבי; בהתאם לצורת גלגל ההילוכים ניתן לחלק אותו למפחית הילוכים גלילי, מפחית הילוכים משופעים ומפחית הילוכים גלילי משופע; בהתאם לצורת סידור תיבת ההילוכים ניתן לחלק אותו למפחית מקופל, מפחית שאנט ומפחית קואקסיאלי. מפחית מכלול מנוע צעד הם מפחית פלנטרי, מפחית הילוכים תולעת, מפחית הילוכים מקבילים ומפחית הילוכים מסוג נימה.

 

 

מה לגבי דיוק של מפחית פלנטרי של מנוע צעד?

 

 

דיוק המפחית נקרא גם מרווח החזרה. כאשר קצה המוצא קבוע וקצה הכניסה מסובב עם כיוון השעון ונגד כיוון השעון כדי לייצר את המומנט המדורג +-2% מומנט בקצה המוצא, יש תזוזה זוויתית קטנה בקצה הכניסה של המפחית, ותזוזה זוויתית זו היא מרווח ההחזרה. היחידה היא "דקות קשת", כלומר שישים מעלה. ערכי מרווח ההחזרה הרגילים מתייחסים לצד המוצא של תיבת ההילוכים. למפחית פלנטרית עם מנוע צעד יש קשיחות גבוהה, דיוק גבוה (ניתן להשיג שלב יחיד תוך דקה), יעילות תיבת הילוכים גבוהה (שלב יחיד ב-97%-98%), יחס מומנט/נפח גבוה, ללא תחזוקה וכו'.

 

דיוק העברת הילוכים של מנוע צעד אינו מתכוונן, זווית הריצה של מנוע הצעד נקבעת כולה על ידי אורך הצעד ומספר הפולסים, ומספר הפולסים יכול להיות ספירה מלאה, הכמות הדיגיטלית אינה מושג הדיוק, צעד אחד הוא צעד אחד, שני צעדים הם שני צעדים. דיוק הזרם שניתן לייעל הוא דיוק מרווח החזרת ההילוכים של תיבת ההילוכים הפלנטרית.

 

1. שיטת כוונון דיוק הציר:כוונון דיוק הסיבוב של ציר תיבת ההילוכים הפלנטרית, אם שגיאת העיבוד של הציר עצמו עומדת בדרישות, דיוק הסיבוב של ציר המפחית נקבע בדרך כלל על ידי המיסב. המפתח לכוונון דיוק סיבוב הציר הוא כוונון מרווח המיסב. שמירה על מרווח מסב מתאים היא קריטית לביצועי רכיבי הציר ולחיי המיסב. עבור מיסב גלגול, כאשר יש מרווח גדול, זה לא רק יגרום לעומס להתרכז על גוף הגלגול בכיוון הכוח, אלא גם יגרום לתופעת ריכוז מאמץ חמורה במגע בין מסילת הטבעת הפנימית והחיצונית של המיסב, מקצר את חיי המיסב וגם יגרום לסחיפה של קו המרכז של הציר, קל לגרום לרעידות של חלקי הציר. לכן, יש לטעון מראש את כוונון מיסב הגלגול, כדי לייצר כמות מסוימת של הפרעה בתוך המיסב, כך שייווצר עיוות אלסטי מסוים במגע בין גוף הגלגול למסילת הטבעת הפנימית והחיצונית, ובכך לשפר את קשיחות המיסב.

2. שיטת פער התאמה:תיבת הילוכים פלנטרית בתהליך התנועה תייצר חיכוך, ויגרום לשינויים בגודל, בצורה ובאיכות פני השטח בין החלקים, ולבלאי, כך שהפער בין החלקים יגדל, עלינו לבצע טווח סביר של כוונון כדי להבטיח את דיוק התנועה היחסית בין החלקים.

 

3. שיטת פיצוי על שגיאות:החלקים עצמם שגויים באמצעות הרכבה מתאימה, כך שתופעת היסט הדדי במהלך תקופת הפריצה תיושם, כדי להבטיח את דיוק מסלול תנועת הציוד.

 

1. שיטת תגמול מקיפה:הכלי המותקן עם המפחית עצמו לביצוע העיבוד הועבר עם התאמה נכונה של שולחן העבודה כדי לבטל את התוצאות המשולבות של דיוק השגיאות.