Chciałbym uruchomić silnik krokowy z bardzo płynną, stałą prędkością, przy minimalnych wibracjach zarówno mocującego go uchwytu, jak i jego mocy. Jak napędzać silnik krokowy, aby prędkość pozostała stała, nawet między krokami?
stepper-motor
motor-controller
Evan Krall
źródło
źródło
Odpowiedzi:
Potrzebujesz napędu sinusoidalnego.
Innymi słowy, silnik należy traktować jak tradycyjny silnik bezszczotkowy, a nie silnik krokowy. Wymaga to dość wyspecjalizowanych sterowników krokowych i nie jest proste.
Prostszą alternatywą może być wypróbowanie mikrostopu silnika krokowego, ale nie zapewni to idealnie płynnego obrotu.
Naprawdę, w sytuacjach, w których potrzebujesz wyjątkowo płynnego ruchu obrotowego, silnik krokowy jest po prostu niewłaściwym systemem sterowania. Należy użyć bezszczotkowego silnika prądu przemiennego lub przynajmniej szczotkowanego siłownika prądu stałego.
Oto przyzwoity dokument na temat modalności napędu krokowego, z niektórymi kontrastującymi z silnikami synchronicznymi AC.
źródło
Wykorzystując napęd krokowy, wirnik działa podobnie jak układ sprężyna-masa , przy czym wirnik jest masą, a siła magnetyczna sprężyną. Podczas przechodzenia od jednego kroku do drugiego ruch będzie zawsze szorstki. Wirnik przeskakuje z jednego kroku na drugi i zajmuje trochę czasu, zanim sprężyna tłumi energię wirnika, powodując niewielkie oscylacje (czytaj: ruch zgrubny ).
Możesz to wygładzić, gdy używasz trybu półetapowego, a dodatkowo możesz skompensować nieliniowość momentu obrotowego, por. ten link
Zgodnie z tą logiką w końcu używasz precyzyjnego, mikrokrokowania i jazdy sinusoidalnej. ( Zobacz ten link do mikro-stepping )
Kilka dodatkowych szczegółów:
Częstotliwość rezonansowa wirnika silnika krokowego wynosi zwykle około 50 Hz ... 400 Hz. Gdy napędzasz silnik w trybie pełnego kroku z własną częstotliwością rezonansu mechanicznego, sytuacja będzie się bardzo źle i prawdopodobnie stracisz (przeskoczysz) kroki. Przy niskich prędkościach dobrym pomysłem jest pozostawanie poniżej częstotliwości rezonansowej silnika. W przypadku dużych prędkości staraj się przekraczać rezonans tak szybko, jak to możliwe, podczas przyspieszania i nie używaj jazdy na pełnym skoku.
źródło
Mogę tylko zasugerować reduktory, jeśli prędkość nie jest czynnikiem ograniczającym.
W przeciwnym razie wybrałbym silniki bezszczotkowe z pewnym sprzężeniem zwrotnym.
źródło
Oceń swoją strukturę i kombinacje wzbudników pod kątem możliwości osłabienia „akustyczno-mechanicznego”
Impulsowe prądy fali prostokątnej dają wysoki moment obrotowy, ale silny modulowany moment obrotowy z wieloma harmonicznymi. Są to nieuniknione i redukujące moment obrotowy przez mikrostopowanie lub unikanie częstotliwości rezonansowych ....
Zatem podstawami eliminacji rezonansu i brzęczenia w podsystemach mechanicznych jest zwiększenie częstotliwości rezonansowej za pomocą sztywnego podwozia i rozłączenie za pomocą elastomerowych mocowań uderzeniowych w celu osłabienia rezonansu konstrukcji lub, jeśli to niemożliwe, następnie dodanie lepkiego tłumienia. Są to cechy występujące w konstrukcji fundamentu po trzęsieniu ziemi, obudowach głośników Bass Reflex i mocowaniach silnika wirnika.
W latach 80-tych testowałem silniki krokowe na japońskich dyskach twardych za pomocą stopniowanych, a następnie liniowych silników z magnesami ziem rzadkich. Możesz dowiedzieć się więcej z inżynierii wstecznej najlepszych japońskich projektów, niż próbować wynaleźć koło.
W ramach mojej kariery po pracach badawczo-rozwojowych przeprowadziłem następnie testy sprawdzania poprawności projektu lub DVT, aby zakwalifikować się do zakupu produktu przez korporację OEM na kwotę milionów dolarów. (Hitachi zależna) projekt NPL było bardzo cicho i bardzo szybko z przyspieszonych kursów kroku i olejowe drgań tłumiki tak jak transmisje samochodowych, które mają to, ale wykonane z cienkich mosiężnych pierścieni w przezroczystych plastikowych pierścieni aby tłumić drgania i znacząco zredukować przeregulowanie , jak również jak utworzyć profil prędkości, aby płynnie przyspieszać do maksymalnej prędkościnastępnie cofnij przyspieszenie do pozycji docelowej. Używali tylko trybu mostka półstopniowego, ale często stosowali sztywne, uprzednio napięte taśmy z folii SS zamiast paska lub łańcucha do transkrypcji metod rotacyjnej na liniową redukcję przekładni na siłowniku obrotowym lub liniowym, ale było to bardzo skuteczne w celu zapewnienia szybkiej, cichej pracy na solidna podstawa .
Uwaga: wszystkie napędy dyskowe używają teraz obrotowych cewek głosowych (takich jak cewkowe silniki elektromagnetyczne z ziemią rzadką z ruchomymi cewkami). Jednak napędy dyskietek i odtwarzacze DVD używają krokowych napędów przekładni ślimakowych do pozycjonerów serwomechanizmów. Sprawdź, dlaczego działają tak płynnie z mechanicznego punktu widzenia filtra dolnoprzepustowego.
Moment krokowy również spada wraz ze wzrostem prędkości obrotowej i wykorzystaniem PWM. Zatem największy jest moment utknięcia / rozruchu, a końcowy moment obrotowy jest minimalny. Marginesy muszą być znane z twoich potrzeb i upewnić się, że nie ma śmiesznych rezonansów z mechanicznego impulsu magnetycznego.
Wiem, że w układach sterownika H w trybie PWM występują drgania rezonansowe i subzonansowe, dlatego należy uważnie mierzyć wibracje, które słyszysz i skąd pochodzą! Rezonans krokowy lub subzonans magnetyczny. i uzyskaj obrotowe koło zamachowe z lepką przepustnicą.
źródło
Mam ten sam problem z urządzeniem napędzanym silnikiem krokowym w ogóle, z wyjątkiem najszybszych prędkości.
Postanowiłem zagrać z wielką opinią, którą przeczytałem powyżej i na innych stronach.
Używam paska zębatego i szukałem sposobu na tłumienie pulsów. W tej chwili jest głośno, a przy niższych prędkościach po prostu „uderza” z każdym impulsem.
Podczas moich badań natknąłem się na napinacz paska (pasek sprężynowy), który pomaga tłumić puls krokowy. Jeśli używasz paska, może to pomóc.
Aby zredukować wibracje:
Myślę, że najlepszym sposobem jest wybór innego typu silnika, jak zauważyły powyższe odpowiedzi.
źródło
Zobacz stronę pomocy Geckodrive , szczególnie Uwagi aplikacji -> Sterowniki krokowe -> Jak działa Morphing (przepraszam, bezpośrednie połączenie wydaje się niemożliwe). Przydatne są również podstawy silnika krokowego.
Zasadniczo, jeśli chcesz iść wystarczająco szybko, zdarzają się dwie rzeczy:
źródło