'Out-of-step' betekent dat een puls wordt gemist en niet naar de opgegeven positie beweegt. 'Overshoot' is het tegenovergestelde van 'out-of-step': de puls beweegt voorbij de opgegeven positie.
StappenmotorenStappenmotoren worden vaak gebruikt in bewegingsbesturingssystemen waar de besturing eenvoudig is of waar lage kosten vereist zijn. Het grootste voordeel is dat de positie en snelheid in een open-lusregeling worden geregeld. Maar juist omdat het een open-lusregeling is, is er geen terugkoppeling van de positie van de belasting naar de regelkring en moet de stappenmotor correct reageren op elke verandering in de excitatie. Als de excitatiefrequentie niet correct is gekozen, kan de stappenmotor niet naar de nieuwe positie bewegen. De werkelijke positie van de belasting lijkt dan permanent af te wijken van de positie die de controller verwacht, oftewel er ontstaat een stapverlies of een overschrijding. Daarom is het voorkomen van stapverlies en overschrijding cruciaal voor een goede werking van een open-lusregelsysteem voor stappenmotoren.
Het verschijnsel van een verkeerde synchronisatie en een overschrijding treedt op wanneer destappenmotorrespectievelijk starten en stoppen. Over het algemeen is de limiet van de startfrequentie van het systeem relatief laag, terwijl de vereiste bedrijfssnelheid vaak relatief hoog is. Als het systeem direct op de vereiste bedrijfssnelheid wordt gestart, kan de startfrequentie, omdat de snelheid de limiet overschrijdt, de start niet goed laten verlopen, waardoor er een stap verloren gaat of het systeem helemaal niet start en de rotatie geblokkeerd raakt. Nadat het systeem draait, wordt, wanneer het eindpunt is bereikt, onmiddellijk gestopt met het verzenden van pulsen, zodat het systeem direct stopt. Door de inertie van het systeem zal de stappenmotor dan naar de door de controller gewenste balanspositie draaien.
Om het verschijnsel van stapverlies en overschrijding te verhelpen, moet aan de start-stop-functie een passende acceleratie- en deceleratieregeling worden toegevoegd. We gebruiken doorgaans een bewegingsbesturingskaart als bovenliggende besturingseenheid, een PLC met besturingsfuncties als bovenliggende besturingseenheid en een microcontroller als bovenliggende besturingseenheid om de acceleratie en deceleratie van de beweging te regelen. Dit kan het verschijnsel van stapverlies en overschrijding verhelpen.
In begrijpelijke taalWanneer de stappenmotordriver een pulssignaal ontvangt, stuurt deze de motor aan.stappenmotorOm een vaste hoek (en staphoek) in de ingestelde richting te draaien. U kunt het aantal pulsen regelen om de hoekverplaatsing te bepalen en zo nauwkeurige positionering te bereiken. Tegelijkertijd kunt u de pulsfrequentie regelen om de snelheid en acceleratie van de motorrotatie te regelen en zo snelheidsregeling te realiseren. Een stappenmotor heeft een technische parameter: de onbelaste startfrequentie, oftewel de pulsfrequentie waarmee de stappenmotor normaal kan starten zonder belasting. Als de pulsfrequentie hoger is dan de onbelaste startfrequentie, kan de stappenmotor niet goed starten en kunnen er stappen verloren gaan of blokkeringen optreden. Onder belasting moet de startfrequentie lager zijn. Als de motor op hoge snelheid moet draaien, moet de pulsfrequentie een redelijke acceleratie hebben, d.w.z. de startfrequentie is laag en loopt vervolgens op tot de gewenste hoge frequentie met een bepaalde acceleratie (de motorsnelheid neemt toe van laag naar hoog).
Startfrequentie = startsnelheid × aantal stappen per omwenteling.De onbelaste startsnelheid is de snelheid waarmee de stappenmotor zonder acceleratie of deceleratie direct begint te draaien. Wanneer de stappenmotor draait, ontstaat er een omgekeerde elektrische potentiaal in elke fase van de motorwikkeling; hoe hoger de frequentie, hoe groter deze omgekeerde elektrische potentiaal. Hierdoor neemt de frequentie (of snelheid) van de motor toe en de fasestroom af, wat leidt tot een afname van het koppel.
Stel: het totale uitgangskoppel van de reductiekast is T1, de uitgangssnelheid is N1, de reductieverhouding is 5:1 en de staphoek van de stappenmotor is A. Dan is de motorsnelheid: 5*(N1), dus het uitgangskoppel van de motor moet (T1)/5 zijn en de werkfrequentie van de motor moet zijn
5*(N1)*360/A, dus je moet kijken naar de moment-frequentiekarakteristiek: het coördinaatpunt [(T1)/5, 5*(N1)*360/A] ligt niet onder de moment-frequentiekarakteristiek (beginmoment-frequentiecurve). Als het onder de moment-frequentiecurve ligt, kun je deze motor kiezen. Als het boven de moment-frequentiecurve ligt, kun je deze motor niet kiezen omdat deze dan misstapt of helemaal niet draait.
Bepaal eerst de werkstatus en vervolgens de maximale snelheid. Als deze is vastgesteld, kunt u de berekening uitvoeren met behulp van de bovenstaande formule (op basis van de maximale rotatiesnelheid en de grootte van de belasting kunt u bepalen of de stappenmotor die u nu kiest geschikt is. Zo niet, dan moet u ook weten welk type stappenmotor u moet kiezen).
Bovendien kan de stappenmotor na het inschakelen van de belasting ongewijzigd blijven en vervolgens de frequentie verhogen, omdat...stappenmotorDe momentfrequentiecurve zou eigenlijk twee curves moeten hebben: een curve voor het beginmoment en een curve voor het einde van het moment. Deze curve geeft het volgende weer: als de motor start met de beginfrequentie, kan na het starten de belasting worden verhoogd zonder dat de motor de staptoestand verliest; of als de motor start met de beginfrequentie, kan bij een constante belasting de draaisnelheid geleidelijk worden verhoogd zonder dat de motor de staptoestand verliest.
Bovenstaande tekst introduceert het probleem van een stapmotor die niet synchroon loopt en doorschiet.
Wilt u met ons communiceren en samenwerken? Neem dan gerust contact met ons op!
We werken nauw samen met onze klanten, luisteren naar hun behoeften en spelen in op hun verzoeken. Wij geloven dat een win-winsituatie gebaseerd is op productkwaliteit en klantenservice.
Geplaatst op: 3 april 2023