Điều khiển tăng tốc và giảm tốc động cơ bước

Động cơ bướcnguyên lý làm việc
Thông thường, rotor của động cơ là một nam châm vĩnh cửu. Khi dòng điện chạy qua cuộn dây stato, cuộn dây stato tạo ra một từ trường vectơ. Từ trường này điều khiển rotor quay theo một góc sao cho hướng của cặp từ trường của rotor trùng với hướng của từ trường stato. Khi từ trường vectơ của stato quay theo một góc.

Động cơ bướclà một loại động cơ cảm ứng, nguyên lý hoạt động của nó là sử dụng mạch điện tử, dòng điện một chiều vào nguồn điện chia sẻ thời gian, bộ điều khiển thời gian đa pha, với dòng điện này cho nguồn điện động cơ bước, động cơ bước có thể hoạt động bình thường, trình điều khiển dành cho nguồn điện chia sẻ thời gian động cơ bước, bộ điều khiển thời gian đa pha.

Mỗi xung điện vào, động cơ quay một góc về phía trước một bước. Độ dịch chuyển góc đầu ra của nó tỷ lệ thuận với số xung đầu vào, tốc độ tỷ lệ thuận với tần số xung. Thay đổi thứ tự cấp điện cho cuộn dây, động cơ sẽ đảo ngược. Vì vậy, bạn có thể kiểm soát số xung, tần số và thứ tự cấp điện cho từng pha của cuộn dây động cơ để kiểm soát vòng quay của động cơ bước.

Độ chính xác của động cơ bước thông thường là 3-5% góc bước và không tích lũy.

Mô men xoắn của động cơ bước sẽ giảm khi tốc độ tăng. Khi động cơ bước quay, độ tự cảm của mỗi pha của cuộn dây động cơ sẽ tạo thành điện thế ngược; tần số càng cao, điện thế ngược càng lớn. Dưới tác động của nó, động cơ có tần số (hoặc tốc độ) tăng và dòng điện pha giảm, dẫn đến giảm mô men xoắn.

Động cơ bước có thể hoạt động bình thường ở tốc độ thấp, nhưng nếu cao hơn một tốc độ nhất định thì sẽ không khởi động và kèm theo tiếng còi.

Động cơ bước có thông số kỹ thuật: tần số khởi động không tải, tức là động cơ bước trong trường hợp tần số xung không tải có thể khởi động bình thường, nếu tần số xung cao hơn giá trị đó thì động cơ không thể khởi động bình thường, có thể xảy ra hiện tượng mất bước hoặc bị chặn.

Trong trường hợp tải, tần số khởi động phải thấp hơn. Nếu động cơ đạt được tốc độ quay cao, tần số xung phải có quá trình tăng tốc, tức là tần số khởi động thấp hơn, sau đó tăng lên tần số cao mong muốn (tốc độ động cơ từ tốc độ thấp đến tốc độ cao) ở một gia tốc nhất định.

Tại sao làm thế?động cơ bướccần phải được kiểm soát bằng cách giảm tốc độ
Tốc độ của động cơ bước phụ thuộc vào tần số xung, số răng rotor và số nhịp. Tốc độ góc của nó tỷ lệ thuận với tần số xung và được đồng bộ hóa theo thời gian với xung. Do đó, nếu số răng rotor và số nhịp chạy là chắc chắn, tốc độ mong muốn có thể đạt được bằng cách kiểm soát tần số xung. Vì động cơ bước được khởi động với sự trợ giúp của mô-men xoắn đồng bộ của nó, tần số khởi động không cao để không mất bước. Đặc biệt là khi công suất tăng, đường kính rotor tăng, quán tính tăng và tần số khởi động và tần số chạy tối đa có thể khác nhau tới mười lần.

Đặc tính tần số khởi động của động cơ bước để động cơ bước khởi động không thể trực tiếp đạt đến tần số hoạt động, mà phải có quá trình khởi động, tức là từ tốc độ thấp tăng dần đến tốc độ hoạt động. Dừng lại khi tần số hoạt động không thể ngay lập tức giảm xuống không, mà phải có quá trình giảm tốc độ cao dần dần đến không.

Do đó, hoạt động của động cơ bước nói chung phải trải qua ba giai đoạn tăng tốc, tốc độ đồng đều, giảm tốc, quá trình tăng tốc và giảm tốc càng ngắn càng tốt, thời gian tốc độ không đổi càng dài càng tốt. Đặc biệt trong công việc đòi hỏi phản ứng nhanh, thời gian cần thiết để chạy từ điểm bắt đầu đến điểm kết thúc là ngắn nhất, trong đó phải yêu cầu quá trình tăng tốc và giảm tốc ngắn nhất, và tốc độ cao nhất ở tốc độ không đổi.

Thuật toán tăng tốc và giảm tốc là một trong những công nghệ then chốt trong điều khiển chuyển động, và là một trong những yếu tố then chốt để đạt được tốc độ cao và hiệu quả cao. Trong điều khiển công nghiệp, một mặt, quá trình xử lý được yêu cầu phải trơn tru và ổn định, với tác động linh hoạt nhỏ; mặt khác, nó đòi hỏi thời gian phản hồi nhanh và phản ứng nhanh. Trong tiền đề đảm bảo độ chính xác của điều khiển để cải thiện hiệu quả xử lý, để đạt được chuyển động cơ học trơn tru và ổn định, là quá trình xử lý công nghiệp hiện tại đã giải quyết được vấn đề then chốt. Các thuật toán tăng tốc và giảm tốc thường được sử dụng trong các hệ thống điều khiển chuyển động hiện tại chủ yếu bao gồm: tăng tốc và giảm tốc đường cong hình thang, tăng tốc và giảm tốc đường cong hàm mũ, tăng tốc và giảm tốc đường cong hình chữ S, tăng tốc và giảm tốc đường cong parabol, v.v.

Đường cong hình thang tăng tốc và giảm tốc
Định nghĩa: Tăng tốc/giảm tốc theo cách tuyến tính (tăng tốc/giảm tốc từ tốc độ bắt đầu đến tốc độ mục tiêu) với một tỷ lệ nhất định

Công thức tính toán: v(t)=Vo+at

Ưu điểm và nhược điểm: Đường cong hình thang có đặc điểm là thuật toán đơn giản, ít tốn thời gian, phản hồi nhanh, hiệu quả cao và dễ triển khai. Tuy nhiên, các giai đoạn tăng tốc và giảm tốc đồng đều không tuân theo quy luật thay đổi tốc độ động cơ bước và điểm chuyển tiếp giữa tốc độ thay đổi và tốc độ đồng đều không thể trơn tru. Do đó, thuật toán này chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng mà yêu cầu đối với quá trình tăng tốc và giảm tốc không cao.

Đường cong tăng tốc và giảm tốc theo hàm mũ
Định nghĩa: Có nghĩa là gia tốc và giảm tốc theo hàm mũ.

Chỉ số đánh giá kiểm soát tăng tốc và giảm tốc:
1、Quỹ đạo máy và lỗi vị trí phải càng nhỏ càng tốt

2、Quá trình chuyển động của máy mượt mà, độ rung nhỏ và phản hồi nhanh

3, thuật toán tăng tốc và giảm tốc phải càng đơn giản càng tốt, dễ thực hiện và có thể đáp ứng được yêu cầu điều khiển thời gian thực

Nếu bạn muốn giao lưu và hợp tác với chúng tôi, vui lòng liên hệ với chúng tôi.
Chúng tôi tương tác chặt chẽ với khách hàng, lắng nghe nhu cầu của họ và hành động theo yêu cầu của họ. Chúng tôi tin rằng quan hệ đối tác đôi bên cùng có lợi dựa trên chất lượng sản phẩm và dịch vụ khách hàng.

Công ty TNHH Công nghệ Động cơ Changzhou Vic-tech là một tổ chức nghiên cứu và sản xuất chuyên nghiệp tập trung vào nghiên cứu và phát triển động cơ, giải pháp tổng thể cho các ứng dụng động cơ và chế biến và sản xuất các sản phẩm động cơ. Công ty TNHH đã chuyên sản xuất động cơ siêu nhỏ và phụ kiện từ năm 2011. Các sản phẩm chính của chúng tôi: động cơ bước thu nhỏ, động cơ bánh răng, động cơ bánh răng, động cơ đẩy dưới nước và trình điều khiển và bộ điều khiển động cơ.

Đội ngũ của chúng tôi có hơn 20 năm kinh nghiệm trong thiết kế, phát triển và sản xuất động cơ vi mô, có thể phát triển sản phẩm và hỗ trợ khách hàng thiết kế theo nhu cầu đặc biệt! Hiện tại, chúng tôi chủ yếu bán cho khách hàng ở hàng trăm quốc gia tại Châu Á, Bắc Mỹ và Châu Âu, chẳng hạn như Hoa Kỳ, Anh, Hàn Quốc, Đức, Canada, Tây Ban Nha, v.v. Triết lý kinh doanh "chính trực và đáng tin cậy, hướng đến chất lượng", các chuẩn mực giá trị "khách hàng là trên hết" ủng hộ sự đổi mới hướng đến hiệu suất, hợp tác, tinh thần doanh nghiệp hiệu quả, để thiết lập "xây dựng và chia sẻ" Mục tiêu cuối cùng là tạo ra giá trị tối đa cho khách hàng của chúng tôi.