Hoe remmen stappenmotoren af?

Als actuator,stappenmotorDe stappenmotor is een van de belangrijkste producten van de mechatronica en wordt veelvuldig gebruikt in diverse automatiseringssystemen. Met de ontwikkeling van micro-elektronica en precisieproductietechnologie neemt de vraag naar stappenmotoren dagelijks toe. Stappenmotoren en tandwieloverbrengingen worden steeds vaker gecombineerd in een reductiekast, en dit type reductieoverbrenging is daardoor steeds vaker te vinden. Tegenwoordig is het voor iedereen toegankelijk om dit type reductieoverbrenging te begrijpen.

 

Hoe remmen stappenmotoren af?

Stappenmotoren zijn veelgebruikte aandrijfmotoren, die doorgaans in combinatie met vertragingsapparatuur worden gebruikt om een ​​optimaal overbrengingseffect te bereiken. Veelgebruikte vertragingsapparatuur en -methoden voor stappenmotoren zijn onder andere reductiekasten, encoders, controllers en pulssignalen.

 

Pulssignaalvertraging:De rotatiesnelheid van een stappenmotor is gebaseerd op de verandering van het ingangspulssignaal. Theoretisch gezien draait de stappenmotor een bepaalde hoek (een onderverdeling van de staphoek) wanneer de driver een puls ontvangt. In de praktijk kan het echter voorkomen dat, als het pulssignaal te snel verandert, de magnetische respons tussen de rotor en de stator de verandering in het elektrische signaal niet volgt als gevolg van de interne demping van het omgekeerde elektrische potentiaal. Dit leidt tot blokkering en het missen van stappen.

 

Vertraging van de reductiebak:Een stappenmotor, uitgerust met een reductiekast, wordt samen gebruikt. De stappenmotor levert een hoge snelheid en een laag koppel, die via de reductiekast wordt overgebracht. De interne tandwielen van de reductiekast zorgen voor een overbrenging die de hoge snelheid van de stappenmotor verlaagt en het overbrengingskoppel verhoogt, waardoor een optimaal overbrengingseffect wordt bereikt. Het reductie-effect is afhankelijk van de reductieverhouding van de reductiekast: hoe groter de reductieverhouding, hoe lager de uitgangssnelheid, en omgekeerd.

 

Exponentiële snelheidsregeling van de curve:Bij een exponentiële curve in de softwareprogrammering worden eerst de berekende tijdconstanten in het computergeheugen opgeslagen, die vervolgens tijdens het werk worden geselecteerd. Doorgaans bedraagt ​​de acceleratie- en deceleratietijd van de stappenmotor 300 ms of meer. Als een te korte acceleratie- en deceleratietijd wordt gebruikt, zal het voor de meeste stappenmotoren moeilijk zijn om een ​​hoge rotatiesnelheid te bereiken.

 

Encoder-gestuurde vertraging:PID-regeling, als eenvoudige en praktische regelmethode, heeft brede toepassing gevonden in stappenmotoraandrijvingen. Deze regeling is gebaseerd op de gegeven waarde r(t) en de werkelijke uitvoerwaarde c(t) om de regelafwijking e(t) te vormen. De regelafwijking, proportioneel, integraal en differentieel, wordt lineair gecombineerd met de regelgrootheid en het regeldoel. In dit artikel wordt een automatische regelbare PI-snelheidsregelaar ontworpen op basis van een positiedetector en vectorregeling, die een geïntegreerde positiesensor gebruikt in een tweefasige hybride stappenmotor. Deze regelaar biedt bevredigende transiënte eigenschappen onder variabele bedrijfsomstandigheden. Op basis van het wiskundige model van de stappenmotor wordt het PID-regelsysteem ontworpen en wordt het PID-regelalgoritme gebruikt om de regelgrootheid te verkrijgen waarmee de motorbeweging naar de gewenste positie wordt gestuurd. Simulaties tonen aan dat de regeling goede dynamische responsie-eigenschappen heeft. De PID-regelaar heeft als voordelen een eenvoudige structuur, hoge robuustheid en hoge betrouwbaarheid, maar kan niet effectief omgaan met onzekere informatie in het systeem.

 

Met welke reductiekast kan een stappenmotor gecombineerd worden? Bij de keuze van een stappenmotor en reductiekast moet op deze factoren gelet worden, en welk type reductiekast is het meest geschikt voor gebruik in combinatie?

 

1. De reden voor een stappenmotor met reductiekast

 

Een stappenmotor schakelt de frequentie van de statorstroom om, bijvoorbeeld door de ingangspuls van het aansturingscircuit te wijzigen, waardoor de motor langzaam beweegt. Wanneer een stappenmotor langzaam beweegt, staat de rotor stil in afwachting van een stapcommando. Tijdens deze langzame beweging zijn de snelheidsfluctuaties dan erg groot. Door over te schakelen naar een hogere snelheid kunnen deze snelheidsfluctuaties worden verholpen, maar het koppel zal dan onvoldoende zijn. Met andere woorden, koppelfluctuaties treden op bij lage snelheden en een te hoog koppel bij hoge snelheden. In dat geval is een reductiekast nodig.

 

2. Stappenmotor vaak met reductiekast.

 

Een reductiekast is een soort tandwielaandrijving, wormwielaandrijving of tandwiel-wormwielaandrijving, die is ingesloten in een starre behuizing. Deze wordt vaak gebruikt als overbrenging tussen de aandrijfmotor en de werkmachine, of tussen de aandrijfmotor en de werkmachine of actuator, om de snelheid en het koppel op elkaar af te stemmen. Reductiekasten zijn er in vele soorten en kunnen, afhankelijk van het type overbrenging, worden onderverdeeld in tandwielreductoren, wormwielreductoren en planetaire tandwielreductoren. Afhankelijk van het aantal overbrengingstrappen kunnen ze worden onderverdeeld in eentraps- en meertrapsreductoren. Afhankelijk van de vorm van de tandwielen kunnen ze worden onderverdeeld in cilindrische tandwielreductoren, kegeltandwielreductoren en kegel-cilindrische tandwielreductoren. Afhankelijk van de overbrengingsconfiguratie kunnen ze worden onderverdeeld in ontvouwen reductoren, shuntreductoren en coaxiale reductoren. Reductoren voor stappenmotoren zijn onder andere planetaire reductoren, wormwielreductoren, parallelle tandwielreductoren en draadreductoren.

 

 

Hoe zit het met de nauwkeurigheid van de planetaire reductiekast van de stappenmotor?

 

 

De nauwkeurigheid van een reductiekast wordt ook wel retourspeling genoemd. Wanneer het uitgangseinde vaststaat en het ingangseinde met de klok mee en tegen de klok in wordt gedraaid om het nominale koppel van ±2% aan het uitgangseinde te produceren, ontstaat er een kleine hoekverdraaiing aan het ingangseinde van de reductiekast. Deze hoekverdraaiing is de retourspeling. De eenheid is "boogminuten", oftewel een zestigste van een graad. De gebruikelijke waarden voor de retourspeling hebben betrekking op de uitgangszijde van de reductiekast. Een planetaire stappenmotorreductiekast heeft een hoge stijfheid, hoge precisie (één trap kan binnen 1 minuut worden gerealiseerd), een hoog rendement (97%-98% per trap), een hoge koppel/volumeverhouding, is onderhoudsvrij, enzovoort.

 

De nauwkeurigheid van de overbrenging van een stappenmotor is niet instelbaar. De loophoek van de stappenmotor wordt volledig bepaald door de staplengte en het aantal pulsen. Het aantal pulsen kan een volledige telling zijn; de digitale waarde is geen maatstaf voor nauwkeurigheid: één stap is één stap, twee stappen zijn twee stappen. De nauwkeurigheid die momenteel geoptimaliseerd kan worden, is de nauwkeurigheid van de speling van de tandwielen in de planetaire tandwielkast.

 

1. Methode voor het afstellen van de spindelnauwkeurigheid:Bij het afstellen van de rotatienauwkeurigheid van de spindel van een planetaire tandwielkast, wordt de rotatienauwkeurigheid van de reductiespindel doorgaans bepaald door het lager als de bewerkingsfout van de spindel zelf aan de eisen voldoet. De sleutel tot het afstellen van de rotatienauwkeurigheid van de spindel ligt in het afstellen van de lagerspeling. Het handhaven van een geschikte lagerspeling is cruciaal voor de prestaties van de spindelcomponenten en de levensduur van de lagers. Bij wentellagers zorgt een grote speling er niet alleen voor dat de belasting geconcentreerd wordt op het rollichaam in de richting van de kracht, maar veroorzaakt het ook een ernstige spanningsconcentratie in het contact tussen de binnen- en buitenring van het lager. Dit verkort de levensduur van het lager en kan leiden tot verschuiving van de spindelhartlijn en trillingen van de spindelonderdelen. Daarom moet de afstelling van wentellagers worden uitgevoerd met voorspanning. Dit zorgt voor een zekere mate van interferentie in het lager, waardoor een bepaalde elastische vervorming optreedt in het contact tussen het rollichaam en de binnen- en buitenring, wat de stijfheid van het lager verbetert.

2. Methode voor het aanpassen van de opening:Een planetaire tandwielkast genereert wrijving tijdens de beweging, wat leidt tot veranderingen in grootte, vorm en oppervlaktekwaliteit van de onderdelen, en tot slijtage. Hierdoor neemt de speling tussen de onderdelen toe. Om de nauwkeurigheid van de relatieve beweging tussen de onderdelen te garanderen, is een redelijke afstelling noodzakelijk.

 

3. Foutcompensatiemethode:De onderdelen zelf vertonen fouten door de juiste montage, waardoor het fenomeen van onderlinge verschuiving tijdens de inloopperiode wordt gecompenseerd, wat de nauwkeurigheid van het bewegingstraject van de apparatuur waarborgt.

 

1. Uitgebreide compensatiemethode:Het gereedschap dat met de reductiekast is geïnstalleerd om de bewerking uit te voeren, is overgebracht met de juiste afstelling van de werktafel om de gecombineerde resultaten van de nauwkeurigheidsfouten te elimineren.