ไดรเวอร์สเต็ปเปอร์มอเตอร์ - อุปกรณ์ ประเภท และความสามารถ
ปัจจุบันมีการใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์ในงานอุตสาหกรรมหลายประเภท เครื่องยนต์ประเภทนี้มีความโดดเด่นด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าพวกมันช่วยให้การวางตำแหน่งของร่างกายทำงานมีความแม่นยำสูงเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ประเภทอื่น เห็นได้ชัดว่าจำเป็นต้องมีการควบคุมอัตโนมัติที่แม่นยำเพื่อให้สเต็ปเปอร์มอเตอร์ทำงาน เพื่อจุดประสงค์นี้ พวกมันทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมสเต็ปเปอร์มอเตอร์ เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานอย่างต่อเนื่องและแม่นยำของไดรฟ์ไฟฟ้าสำหรับวัตถุประสงค์ต่างๆ
สามารถอธิบายหลักการทำงานของสเต็ปเปอร์มอเตอร์คร่าวๆ ได้ดังนี้ การหมุนโรเตอร์ของสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบเต็มแต่ละครั้งประกอบด้วยหลายขั้นตอน สเต็ปเปอร์มอเตอร์ส่วนใหญ่ออกแบบมาสำหรับสเต็ป 1.8 องศา และมี 200 สเต็ปต่อรอบเต็ม ไดรฟ์จะเปลี่ยนตำแหน่งสเต็ปเมื่อจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับขดลวดสเตเตอร์เฉพาะ ทิศทางการหมุนขึ้นอยู่กับทิศทางของกระแสในขดลวด
ขั้นตอนต่อไปคือการปิดขดลวดแรก จ่ายพลังงานให้กับขดลวดที่สองและต่อๆ ไป ดังนั้น หลังจากที่แต่ละขดลวดทำงานเสร็จแล้ว โรเตอร์จะหมุนเต็มที่ แต่นี่เป็นคำอธิบายคร่าวๆ จริงๆแล้วอัลกอริทึมนั้นซับซ้อนกว่าเล็กน้อยและจะกล่าวถึงในภายหลัง
อัลกอริทึมการควบคุมสเต็ปเปอร์มอเตอร์
การควบคุมสเต็ปเปอร์มอเตอร์สามารถใช้งานได้ตามหนึ่งในสี่ของอัลกอริทึมพื้นฐาน: การสลับเฟสแบบแปรผัน การควบคุมการเหลื่อมเฟส การควบคุมครึ่งสเต็ป หรือการควบคุมไมโครสเต็ป
ในกรณีแรก ในช่วงเวลาใดๆ จะมีเพียงเฟสเดียวเท่านั้นที่ได้รับพลังงาน และจุดสมดุลของโรเตอร์มอเตอร์ในแต่ละขั้นตอนจะตรงกับจุดสมดุลหลัก—เสาจะถูกกำหนดไว้อย่างชัดเจน
การควบคุมการเหลื่อมเฟสช่วยให้โรเตอร์ก้าวไปยังตำแหน่งระหว่างเสาสเตเตอร์ ซึ่งเพิ่มแรงบิด 40% เมื่อเทียบกับการควบคุมการเหลื่อมเฟส มุมเอียงยังคงอยู่ แต่ตำแหน่งล็อคถูกเลื่อน - ตั้งอยู่ระหว่างยอดของเสาสเตเตอร์ อัลกอริธึมสองตัวแรกนี้ใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ไม่ต้องการความแม่นยำสูงมาก
การควบคุมแบบครึ่งขั้นตอนคือการรวมกันของสองอัลกอริธึมแรก: หนึ่งเฟส (คดเคี้ยว) หรือสองขั้นตอนขับเคลื่อนโดยขั้นตอน ขนาดขั้นลดลงครึ่งหนึ่ง ความแม่นยำของตำแหน่งสูงขึ้น และความน่าจะเป็นของเสียงสะท้อนเชิงกลในมอเตอร์ลดลง
และสุดท้ายคือโหมดระดับไมโครที่นี่ กระแสในเฟสจะเปลี่ยนขนาดเพื่อให้ตำแหน่งของการตรึงโรเตอร์ต่อขั้นตกที่จุดระหว่างขั้ว และขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของกระแสในเฟสที่เชื่อมต่อพร้อมกัน สามารถรับขั้นตอนดังกล่าวได้หลายขั้นตอน โดยการปรับอัตราส่วนของกระแส โดยการปรับจำนวนของอัตราส่วนการทำงาน จะได้ไมโครสเต็ป ซึ่งเป็นตำแหน่งที่แม่นยำที่สุดของโรเตอร์
ดูรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับแผนผังได้ที่นี่: การควบคุมสเต็ปเปอร์มอเตอร์
ไดรเวอร์สเต็ปเปอร์มอเตอร์
ในการนำอัลกอริทึมที่เลือกไปใช้จริง ให้ติดตั้งสเต็ปเปอร์มอเตอร์ไดรเวอร์... ไดรเวอร์ประกอบด้วยแหล่งจ่ายไฟและส่วนควบคุม
ส่วนพลังงานของไดรเวอร์คือ เครื่องขยายเสียงโซลิดสเตตซึ่งมีหน้าที่แปลงพัลส์ของกระแสที่ใช้กับเฟสเป็นการเคลื่อนที่ของโรเตอร์: หนึ่งพัลส์ - หนึ่งขั้นที่แน่นอนหรือระดับไมโคร
ทิศทางและขนาดของกระแส - ทิศทางและขนาดของขั้นตอน นั่นคือ งานของหน่วยพลังงานคือการจ่ายกระแสที่มีขนาดและทิศทางที่แน่นอนให้กับขดลวดสเตเตอร์ที่สอดคล้องกันเพื่อเก็บกระแสนี้ไว้ระยะหนึ่ง และ เพื่อเปิดและปิดกระแสไฟอย่างรวดเร็ว ดังนั้นลักษณะความเร็วและกำลังของอุปกรณ์จึงตรงกับงานที่ทำอยู่
ยิ่งชิ้นส่วนกำลังของกลไกขับเคลื่อนสมบูรณ์แบบมากเท่าใด เพลาก็จะสามารถรับแรงบิดได้มากขึ้นเท่านั้น โดยทั่วไปแล้ว แนวโน้มความคืบหน้าในการปรับปรุงสเต็ปเปอร์มอเตอร์และไดรเวอร์คือการได้รับแรงบิดในการทำงานที่สำคัญจากมอเตอร์ที่มีขนาดเล็ก ความเที่ยงตรงสูง และในขณะเดียวกันก็รักษาประสิทธิภาพสูงไว้
ตัวควบคุมสเต็ปเปอร์มอเตอร์
ตัวควบคุมสเต็ปเปอร์มอเตอร์เป็นส่วนที่ชาญฉลาดของระบบ ซึ่งโดยปกติจะทำขึ้นโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ตั้งโปรแกรมใหม่ได้ ตัวควบคุมมีหน้าที่รับผิดชอบว่าเวลาใด คอยล์ใด นานเท่าใดและจ่ายกระแสเท่าใด คอนโทรลเลอร์ควบคุมการทำงานของชุดจ่ายไฟของไดรเวอร์
คอนโทรลเลอร์ขั้นสูงเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์และสามารถปรับเปลี่ยนได้แบบเรียลไทม์โดยใช้คอมพิวเตอร์ ความสามารถในการตั้งโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์ใหม่ซ้ำๆ ทำให้ผู้ใช้ไม่ต้องซื้อคอนโทรลเลอร์ใหม่ทุกครั้งที่มีการปรับเปลี่ยนงาน — เพียงพอที่จะกำหนดค่าใหม่ให้กับคอนโทรลเลอร์ที่มีอยู่แล้ว นี่คือความยืดหยุ่น คอนโทรลเลอร์สามารถปรับทิศทางใหม่ทางโปรแกรมได้อย่างง่ายดายเพื่อใช้งานฟังก์ชันใหม่ .
ปัจจุบันมีคอนโทรลเลอร์สเต็ปเปอร์มอเตอร์ให้เลือกมากมายจากผู้ผลิตหลายรายที่มีคุณสมบัติขยายได้ ตัวควบคุมที่ตั้งโปรแกรมได้หมายถึงการบันทึกโปรแกรม และบางส่วนรวมถึงบล็อกลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ ซึ่งเป็นไปได้ที่จะกำหนดค่าอัลกอริทึมสำหรับควบคุมสเต็ปเปอร์มอเตอร์สำหรับกระบวนการทางเทคโนโลยีบางอย่างได้อย่างยืดหยุ่น
ความสามารถของคอนโทรลเลอร์
การควบคุมสเต็ปเปอร์มอเตอร์ด้วยคอนโทรลเลอร์ช่วยให้มีความแม่นยำสูงถึง 20,000 ไมโครสเต็ปต่อรอบ นอกจากนี้ การจัดการสามารถทำได้ทั้งโดยตรงจากคอมพิวเตอร์และเนื่องจากโปรแกรมที่เย็บเข้ากับอุปกรณ์หรือผ่านโปรแกรมจากการ์ดหน่วยความจำ หากพารามิเตอร์เปลี่ยนแปลงระหว่างการทำงาน คอมพิวเตอร์สามารถสอบถามเซ็นเซอร์ ตรวจสอบพารามิเตอร์ที่เปลี่ยนแปลง และเปลี่ยนโหมดการทำงานของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ได้อย่างรวดเร็ว
มีบล็อกควบคุมสเต็ปเปอร์มอเตอร์ที่มีจำหน่ายทั่วไปซึ่งเชื่อมต่อกับ: แหล่งจ่ายกระแสไฟ ปุ่มควบคุม แหล่งสัญญาณนาฬิกา โพเทนชิออมิเตอร์แบบสเต็ป ฯลฯ บล็อกดังกล่าวช่วยให้คุณรวมสเต็ปเปอร์มอเตอร์เข้ากับอุปกรณ์ได้อย่างรวดเร็วเพื่อทำงานแบบวนซ้ำด้วยการควบคุมด้วยตนเองหรืออัตโนมัติ ... ความสามารถในการซิงโครไนซ์กับอุปกรณ์ภายนอกและรองรับการเปิด ปิด และการควบคุมอัตโนมัติเป็นข้อได้เปรียบที่เถียงไม่ได้ของชุดควบคุมสเต็ปเปอร์มอเตอร์
สามารถควบคุมอุปกรณ์ได้โดยตรงจากคอมพิวเตอร์ ตัวอย่างเช่น คุณต้องการรันโปรแกรม สำหรับเครื่อง CNCหรือในโหมดแมนนวลโดยไม่มีการควบคุมภายนอกเพิ่มเติม นั่นคือโดยอัตโนมัติเมื่อทิศทางการหมุนของเพลาสเต็ปเปอร์มอเตอร์ถูกกำหนดโดยเซ็นเซอร์ย้อนกลับและความเร็วจะถูกควบคุมโดยโพเทนชิออมิเตอร์ อุปกรณ์ควบคุมถูกเลือกตามพารามิเตอร์ของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ที่จะใช้
ขึ้นอยู่กับลักษณะของเป้าหมาย เลือกวิธีการควบคุมสเต็ปเปอร์มอเตอร์ หากคุณต้องการตั้งค่าการควบคุมไดรฟ์ไฟฟ้าพลังงานต่ำแบบง่ายๆ โดยใช้หนึ่งพัลส์กับขดลวดสเตเตอร์หนึ่งอันในแต่ละครั้ง สำหรับการหมุนทั้งหมด ให้พูด 48 ขั้น และโรเตอร์จะเคลื่อนที่ 7.5 องศาในแต่ละขั้น โหมดพัลส์เดี่ยวนั้นใช้ได้ในกรณีนี้
เพื่อให้ได้แรงบิดที่สูงขึ้นจะใช้พัลส์คู่ - มันถูกป้อนไปยังขดลวดที่อยู่ติดกันสองอันพร้อมกันต่อพัลส์ และหากต้องการ 48 ขั้นตอนสำหรับการปฏิวัติเต็มรูปแบบก็จำเป็นต้องใช้พัลส์คู่ดังกล่าวอีก 48 ครั้งซึ่งแต่ละอันจะส่งผลให้ ขั้นละ 7 .5 องศา แต่มีแรงบิดมากกว่าในโหมดพัลส์เดี่ยวถึง 40%เมื่อรวมสองวิธีเข้าด้วยกัน คุณจะได้ 96 พัลส์โดยการแบ่งขั้น — คุณจะได้ 3.75 องศาต่อขั้น — นี่คือโหมดควบคุมแบบรวม (ครึ่งขั้น)