स्टेपर मोटर्समध्ये अचूकता वाढविण्याच्या पद्धती

अभियांत्रिकी क्षेत्रात हे सर्वज्ञात आहे की यांत्रिक सहिष्णुतेचा वापर विचारात न घेता कल्पित प्रत्येक प्रकारच्या डिव्हाइससाठी सुस्पष्टता आणि अचूकतेवर मोठा परिणाम होतो. ही वस्तुस्थिती देखील सत्य आहेस्टेपर मोटर्स? उदाहरणार्थ, मानक अंगभूत स्टीपर मोटरमध्ये प्रति चरणात सुमारे ± 5 टक्के त्रुटीची सहनशीलता पातळी असते. हे तसे नसलेल्या त्रुटी आहेत. बहुतेक स्टेपर मोटर्स प्रति चरण 1.8 डिग्री हलतात, ज्याचा परिणाम 0.18 अंशांच्या संभाव्य त्रुटी श्रेणीमध्ये होतो, जरी आम्ही प्रति रोटेशन 200 चरणांबद्दल बोलत आहोत (आकृती 1 पहा).

2 -फेज स्टेपर मोटर्स - जीएसएसडी मालिका

अचूकतेसाठी सूक्ष्म पाऊल

मानक, नॉन-कम्युलेटिव्ह, ± 5 टक्के अचूकतेसह, अचूकता वाढविण्याचा पहिला आणि सर्वात तार्किक मार्ग म्हणजे मायक्रो स्टेप मोटर. मायक्रो स्टेपिंग ही स्टेपर मोटर्स नियंत्रित करण्याची एक पद्धत आहे जी केवळ उच्च रिझोल्यूशनच नाही तर कमी वेगाने नितळ गती प्राप्त करते, जे काही अनुप्रयोगांमध्ये मोठा फायदा होऊ शकतो.

चला आमच्या 1.8-डिग्री चरण कोनातून प्रारंभ करूया. या चरण कोनाचा अर्थ असा आहे की मोटर जसजशी हळू करते तसतसे प्रत्येक चरण संपूर्णतेचा एक मोठा भाग बनतो. हळू आणि हळू वेगात, तुलनेने मोठ्या चरण आकारामुळे मोटरमध्ये कोगिंग होते. हळू वेगात ऑपरेशनची ही कमीता कमी करण्याचा एक मार्ग म्हणजे प्रत्येक मोटर चरणाचा आकार कमी करणे. येथूनच सूक्ष्म पाऊल हा एक महत्त्वाचा पर्याय बनतो.

मोटर विंडिंग्जवर वर्तमान नियंत्रित करण्यासाठी पल्स-रुंदी मॉड्युलेटेड (पीडब्ल्यूएम) वापरुन मायक्रो स्टेपिंग साध्य केले जाते. काय होते ते म्हणजे मोटर ड्रायव्हर मोटर विंडिंग्जवर दोन व्होल्टेज साइन लाटा वितरीत करते, त्यातील प्रत्येक दुसर्‍या टप्प्यात 90 डिग्री अंतरावर आहे. तर, एका वळणामध्ये सध्याची वाढ होत असताना, दुसर्‍या वळणामध्ये कमी होते आणि करंटचे हळूहळू हस्तांतरण तयार होते, ज्यामुळे नितळ गती आणि अधिक सुसंगत टॉर्क उत्पादन एक प्रमाणित पूर्ण चरण (किंवा अगदी सामान्य अर्ध्या चरण) नियंत्रणाकडून मिळते (आकृती 2 पहा).

एकल-अक्षस्टेपर मोटर कंट्रोलर +ड्रायव्हर ऑपरेट करते

सूक्ष्म स्टेपिंग कंट्रोलवर आधारित अचूकतेत वाढ करण्याचा निर्णय घेताना अभियंत्यांनी उर्वरित मोटर वैशिष्ट्यांवर कसा परिणाम होतो याचा विचार केला पाहिजे. सूक्ष्म स्टेपिंगचा वापर करून टॉर्क वितरण, कमी-गती गती आणि अनुनाद सुधारली जाऊ शकते, परंतु नियंत्रण आणि मोटर डिझाइनमधील विशिष्ट मर्यादा त्यांना त्यांच्या आदर्श एकूण वैशिष्ट्यांपर्यंत पोहोचण्यापासून प्रतिबंधित करतात. स्टेपर मोटरच्या ऑपरेशनमुळे, मायक्रो स्टेपिंग ड्राइव्ह केवळ खर्‍या साइन वेव्ह अंदाजे असू शकतात. याचा अर्थ असा की काही टॉर्क रिपल, रेझोनन्स आणि आवाज सिस्टममध्ये राहील जरी यापैकी प्रत्येक सूक्ष्म स्टेपिंग ऑपरेशनमध्ये मोठ्या प्रमाणात कमी झाला आहे.

यांत्रिक अचूकता

आपल्या स्टेपर मोटरमध्ये अचूकता मिळविण्यासाठी आणखी एक यांत्रिक समायोजन म्हणजे एक लहान जडत्व लोड वापरणे. जेव्हा मोटर थांबण्याचा प्रयत्न करते तेव्हा मोठ्या जडत्वाशी जोडलेली असेल तर, भारामुळे थोडासा ओव्हर-रोटेशन होईल. कारण ही बर्‍याचदा लहान त्रुटी असते, मोटर नियंत्रक त्यास दुरुस्त करण्यासाठी वापरला जाऊ शकतो.

शेवटी, आम्ही परत नियंत्रकाकडे वळलो. ही पद्धत अभियांत्रिकी प्रयत्न करू शकते. अचूकता सुधारण्यासाठी, आपण वापरण्यासाठी निवडलेल्या मोटरसाठी विशेषतः ऑप्टिमाइझ केलेले कंट्रोलर वापरू शकता. समाविष्ट करण्यासाठी ही एक अगदी तंतोतंत पद्धत आहे. मोटर करंटमध्ये तंतोतंत हाताळण्याची क्षमता नियंत्रकाची जितकी चांगली असेल तितकी आपण वापरत असलेल्या स्टीपर मोटरकडून अधिक अचूकता मिळवू शकता. हे असे आहे कारण स्टेपिंग मोशन सुरू करण्यासाठी मोटर विंडिंग्ज किती सध्याचे प्राप्त करतात हे नियंत्रक नियमन करते.

अनुप्रयोगानुसार मोशन सिस्टममध्ये अचूकता ही एक सामान्य आवश्यकता आहे. स्टीपर सिस्टम सुस्पष्टता तयार करण्यासाठी एकत्र कसे कार्य करते हे समजून घेतल्यास प्रत्येक मोटरच्या यांत्रिक घटकांच्या निर्मितीमध्ये वापरल्या जाणार्‍या तंत्रज्ञानाचा फायदा अभियंता उपलब्ध करुन देतो.