Seleksie van stapmotors in outomatiseringstoerusting

Stapmotorskan gebruik word vir spoedbeheer en posisioneringsbeheer sonder die gebruik van terugvoertoestelle (dws ooplusbeheer), dus is hierdie aandrywingsoplossing beide ekonomies en betroubaar. In die outomatiseringstoerusting, instrumente, word stapmotoraandrywing baie wyd gebruik. Maar baie gebruikers van tegniese personeel oor hoe om die gepaste stapmotor te kies, hoe om die beste werkverrigting van die stapmotoraandrywing te verkry, of het meer vrae. Hierdie artikel bespreek die keuse van stapmotors, met die fokus op die toepassing van 'n bietjie stapmotor-ingenieurservaring, en ek hoop dat die popularisering van stapmotors in outomatiseringstoerusting 'n rol sal speel in verwysing.

 

1. Inleiding vanstapmotor

Die stapmotor staan ​​ook bekend as 'n pulsmotor of stapmotor. Dit beweeg met 'n sekere hoek elke keer as die opwekkingstoestand verander word volgens die insetpulssein, en bly stilstaande op 'n sekere posisie wanneer die opwekkingstoestand onveranderd bly. Dit laat die stapmotor toe om die insetpulssein in 'n ooreenstemmende hoekverplasing vir uitset om te skakel. Deur die aantal insetpulse te beheer, kan jy die hoekverplasing van die uitset akkuraat bepaal om die beste posisionering te verkry; en deur die frekwensie van die insetpulse te beheer, kan jy die hoeksnelheid van die uitset akkuraat beheer en die doel van spoedregulering bereik. In die laat 1960's het 'n verskeidenheid praktiese stapmotors ontstaan, en die afgelope 40 jaar het vinnige ontwikkeling gesien. Stapmotors het GS-motors, asynchrone motors, sowel as sinchrone motors, saam met ander motors, en het 'n basiese tipe motor geword. Daar is drie tipes stapmotors: reaktief (VR-tipe), permanente magneet (PM-tipe) en hibriede (HB-tipe). Die hibriede stapmotor kombineer die voordele van die eerste twee vorme van stapmotor. Die stapmotor bestaan ​​uit 'n rotor (rotorkern, permanente magnete, as, kogellagers), 'n stator (wikkeling, statorkern), voorste en agterste eindkappe, ens. Die mees tipiese tweefase-hibriede stapmotor het 'n stator met 8 groot tande, 40 klein tande en 'n rotor met 50 klein tande; 'n driefasemotor het 'n stator met 9 groot tande, 45 klein tande en 'n rotor met 50 klein tande.

 

2. Beheerbeginsel

DiestapmotorDit kan nie direk aan die kragtoevoer gekoppel word nie, en dit kan ook nie direk elektriese pulsseine ontvang nie. Dit moet deur 'n spesiale koppelvlak - die stapmotordrywer - gerealiseer word om met die kragtoevoer en beheerder te kommunikeer. Die stapmotordrywer bestaan ​​gewoonlik uit 'n ringverspreider en 'n kragversterkerkring. Die ringverdeler ontvang die beheerseine van die beheerder. Elke keer as 'n pulssein ontvang word, word die uitset van die ringverdeler een keer omgeskakel, sodat die teenwoordigheid of afwesigheid en frekwensie van die pulssein kan bepaal of die stapmotor se spoed hoog of laag is, versnel of vertraag om te begin of te stop. Die ringverspreider moet ook die rigtingsein van die beheerder monitor om te bepaal of die uitsettoestandoorgange in positiewe of negatiewe volgorde is, en sodoende die stapmotor se stuur bepaal.

 

3. Hoofparameters

①Bloknommer: hoofsaaklik 20, 28, 35, 42, 57, 60, 86, ens.

②Fasenommer: die aantal spoele binne die stapmotor, die fasenommer van die stapmotor het oor die algemeen tweefase, driefase en vyffase. China gebruik hoofsaaklik tweefase-stapmotors, maar driefase het ook 'n paar toepassings. Japan gebruik meer dikwels vyffase-stapmotors.

③Staphoek: ooreenstemmend met 'n pulssein, die hoekverplasing van die motorrotorrotasie. Die berekeningsformule vir die staphoek van die stapmotor is soos volg.

Staphoek = 360° ÷ (2mz)

m die aantal fases van 'n stapmotor

Z die aantal tande van die rotor van 'n stapmotor.

Volgens die bogenoemde formule is die staphoek van tweefase-, driefase- en vyffase-stapmotors onderskeidelik 1.8°, 1.2° en 0.72°.

④ Houwringkrag: is die wringkrag van die statorwikkeling van die motor deur die nominale stroom, maar die rotor roteer nie, die stator sluit die rotor. Houwringkrag is die belangrikste parameter van stapmotors en is die hoofbasis vir motorkeuse.

⑤ Posisioneringswringkrag: is die wringkrag wat benodig word om die rotor met eksterne krag te draai wanneer die motor nie stroom deurlaat nie. Die wringkrag is een van die prestasie-aanwysers om die motor te evalueer. In die geval van dieselfde parameters, hoe kleiner die posisioneringswringkrag, hoe kleiner die "gleufeffek", hoe meer voordelig is dit vir die gladheid van die motor teen lae spoed. Wringkragfrekwensie-eienskappe: verwys hoofsaaklik na die uitgerekte wringkragfrekwensie-eienskappe. Die motor kan stabiele werking teen 'n sekere spoed teen 'n sekere spoed weerstaan ​​sonder om stap te verloor. Die moment-frekwensie-kromme word gebruik om die verhouding tussen die maksimum wringkrag en spoed (frekwensie) te beskryf sonder om stap te verloor. Die wringkragfrekwensie-kromme is 'n belangrike parameter van die stappermotor en is die hoofbasis vir motorkeuse.

⑥ Nominale stroom: die motorwikkelstroom wat benodig word om die nominale wringkrag te handhaaf, die effektiewe waarde

 

4. Punte kies

Industriële toepassings wat in die stappermotor gebruik word, kan teen 'n spoed van tot 600 ~ 1500 rpm wees. Vir hoër spoed kan 'n geslote-lus stappermotor-aandrywing oorweeg word, of 'n meer gepaste servo-aandrywingsprogram vir stappermotor-seleksie gekies word (sien die figuur hieronder).

 

(1) Keuse van staphoek

Volgens die aantal fases van die motor is daar drie soorte staphoeke: 1.8° (tweefase), 1.2° (driefase), 0.72° (vyffase). Natuurlik het die vyffase-staphoek die hoogste akkuraatheid, maar die motor en drywer is duurder, daarom word dit selde in China gebruik. Daarbenewens gebruik die hoofstroom-stapmotoraandrywers nou onderverdelingstegnologie, en in die volgende 4 onderverdelings kan die akkuraatheid van die onderverdelingsstaphoek steeds gewaarborg word, so as die akkuraatheidsaanwysers van die staphoek alleen uit die oogpunt geneem word, kan die vyffase-stapmotor vervang word met 'n tweefase- of driefase-stapmotor. Byvoorbeeld, in die toepassing van 'n soort leiding vir 5 mm-skroeflas, as 'n tweefase-stapmotor gebruik word en die drywer op 4 onderafdelings gestel is, is die aantal pulse per omwenteling van die motor 200 x 4 = 800, en die pulsekwivalent is 5 ÷ 800 = 0.00625 mm = 6.25 μm, kan hierdie akkuraatheid aan die meeste van die toepassingsvereistes voldoen.

(2) Statiese wringkrag (houwringkrag) seleksie

Algemeen gebruikte las-oordragmeganismes sluit in sinchrone bande, filamentstawe, tandstang en tandwiel, ens. Kliënte bereken eers hul masjienlas (hoofsaaklik versnellingswringkrag plus wrywingswringkrag) omgeskakel na die vereiste laswringkrag op die motoras. Dan, volgens die maksimum loopspoed wat deur die elektriese blomme benodig word, die volgende twee verskillende gebruiksgevalle om die toepaslike houwringkrag van die stapmotor ① te kies vir die toepassing van die vereiste motorspoed van 300 pm of minder: as die masjienlas omgeskakel word na die motoras se vereiste laswringkrag T1, word hierdie laswringkrag vermenigvuldig met 'n veiligheidsfaktor SF (gewoonlik geneem as 1.5-2.0), dit wil sê die vereiste stapmotor-houwringkrag Tn ②2 vir toepassings wat 'n motorspoed van 300 pm of meer benodig: stel die maksimum spoed Nmax, as die masjienlas omgeskakel word na die motoras, is die vereiste laswringkrag T1, dan word hierdie laswringkrag vermenigvuldig met 'n veiligheidsfaktor SF (gewoonlik 2.5-3.5), wat die houwringkrag Tn gee. Verwys na Figuur 4 en kies 'n geskikte model. Gebruik dan die moment-frekwensie-kromme om te kontroleer en te vergelyk: op die moment-frekwensie-kromme stem die maksimum spoed Nmax wat deur die gebruiker vereis word, ooreen met die maksimum verlore stapmoment van T2, dan moet die maksimum verlore stapmoment T2 meer as 20% groter as T1 wees. Andersins is dit nodig om 'n nuwe motor met 'n groter wringkrag te kies, en weer te kontroleer en te vergelyk volgens die wringkragfrekwensie-kromme van die nuut gekose motor.

(3) Hoe groter die motorbasisnommer, hoe groter die houwringkrag.

(4) volgens die nominale stroom om die ooreenstemmende stapbestuurder te kies.

Byvoorbeeld, as die nominale stroom van 'n motor 57CM23 5A is, dan pas jy die maksimum toelaatbare stroom van die aandrywer van meer as 5A aan (let asseblief daarop dat dit die effektiewe waarde is eerder as die piek), andersins as jy 'n maksimum stroom van slegs 3A kies, kan die maksimum uitsetmoment van die motor slegs ongeveer 60% wees!

5, toepassingservaring

(1) stapmotor lae frekwensie resonansie probleem

Onderverdelingsstapaandrywing is 'n effektiewe manier om die laefrekwensie-resonansie van stapmotors te verminder. Onder 150 rpm is die onderverdelingsaandryf baie effektief om die vibrasie van die motor te verminder. Teoreties, hoe groter die onderverdeling, hoe beter die effek op die vermindering van stapmotorvibrasie, maar die werklike situasie is dat die onderverdeling toeneem tot 8 of 16 nadat die verbeteringseffek op die vermindering van stapmotorvibrasie die uiterste bereik het.

In onlangse jare is daar anti-lae-frekwensie resonansie stapmotor drywers in die binneland en in die buiteland gelys, Leisai se DM, DM-S reeks produkte, die anti-lae-frekwensie resonansie tegnologie. Hierdie reeks drywers gebruik harmoniese kompensasie, deur die amplitude en fase-aanpassing kompensasie, kan die lae-frekwensie vibrasie van die stapmotor aansienlik verminder, om lae vibrasie en lae geraas werking van die motor te bereik.

(2) Die impak van stapmotor-onderverdeling op posisioneringsakkuraatheid

Die aandrywingskring van die stapmotor kan nie net die gladheid van die toestelbeweging verbeter nie, maar ook die posisioneringsakkuraatheid van die toerusting effektief verbeter. Toetse toon dat: In die sinchrone bandaandrywingsbewegingsplatform, stapmotor 4-onderverdeling, kan die motor akkuraat by elke stap geposisioneer word.