Điều khiển tăng tốc và giảm tốc động cơ bước

Động cơ bướcnguyên lý hoạt động
Thông thường, rôto 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 làm rôto quay một góc sao cho hướng của cặp từ trường của rôto trùng với hướng của từ trường stato. Khi từ trường vectơ của stato quay một góc, từ trường vectơ của stato sẽ quay 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, dòng điện điều khiển thời gian đa pha, với dòng điện này dùng để cấp nguồn cho động cơ bước, động cơ bước có thể hoạt động bình thường, trình điều khiển dùng để cấp nguồn chia sẻ thời gian cho động cơ bước, bộ điều khiển thời gian đa pha.

Mỗi xung điện đầu vào, động cơ sẽ quay một góc về phía trước một bước. Góc lệch 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 chiều. 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 điều khiển 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 trong cuộn dây động cơ sẽ tạo thành một 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, động cơ không thể khởi động bình thường, có thể xảy ra hiện tượng mất bước hoặc bị chặn.

Trong trường hợp có tải, tần số khởi động nên thấp hơn. Nếu động cơ muốn đạt tốc độ quay cao, tần số xung phải trải qua 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 thấp đến cao) ở một mức gia tốc nhất định.

Tại saođộng 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, có thể đạt được tốc độ mong muốn bằng cách điều khiển tần số xung. Vì động cơ bước được khởi động bằng mô-men xoắn đồng bộ, tần số khởi động không cao để tránh mất bước. Đặc biệt khi công suất tăng, đường kính rotor tăng, quán tính tăng, và tần số khởi động và tần số chạy tối đa có thể chênh lệch tới mười lần.

Đặc tính tần số khởi động của động cơ bước là động cơ bước không thể khởi động 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. Khi tần số hoạt động không thể giảm xuống 0 ngay lập tức, động cơ bước phải có quá trình giảm tốc độ dần dần về 0.

Do đó, hoạt động của động cơ bước thường phải trải qua ba giai đoạn tăng tốc, tốc độ đều và giảm tốc, trong đó quá trình tăng tốc và giảm tốc càng ngắn càng tốt, thời gian duy trì tốc độ không đổi càng dài càng tốt. Đặc biệt trong các công việc đòi hỏi phản ứng nhanh, thời gian cần thiết để chạy từ điểm bắt đầu đến điểm kết thúc là ngắn nhất, do đó cần phải có 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 suất cao. Trong điều khiển công nghiệp, một mặt, quá trình xử lý cần 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. Với tiền đề đảm bảo độ chính xác điều khiển để nâng cao hiệu quả xử lý, đạt được chuyển động cơ học trơn tru và ổn định, 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 theo đường cong hình thang, tăng tốc và giảm tốc theo đường cong hàm mũ, tăng tốc và giảm tốc theo đường cong hình chữ S, tăng tốc và giảm tốc theo đường cong parabol, v.v.

Gia tốc và giảm tốc của đường cong hình thang
Định nghĩa: Gia tốc/giảm tốc theo cách tuyến tính (gia 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 của động cơ bước, và điểm chuyển tiếp giữa tốc độ biến thiên và tốc độ đồng đều không thể mượt mà. Do đó, thuật toán này chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng không yêu cầu cao về quá trình tăng tốc và giảm tốc.

Gia tốc và giảm tốc theo đường cong hàm mũ
Định nghĩa: Có nghĩa là gia tốc và giảm tốc theo hàm mũ.

Chỉ số đánh giá kiểm soát gia tốc và giảm tốc:
1、Quỹ đạo máy và sai số 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 các yêu cầu điều khiển thời gian thực

Nếu bạn muốn giao lưu và hợp tác với chúng tôi, xin 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. Chúng tôi tin rằng mối quan hệ hợp 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 gia công, sản xuất các sản phẩm động cơ. Công ty TNHH chuyên sản xuất động cơ vi mô và phụ kiện từ năm 2011. Các sản phẩm chính của chúng tôi bao gồm động cơ bước vi mô, động cơ hộp số, động cơ hộp số, động cơ đẩy dưới nước, bộ 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 thiết kế theo nhu cầu đặc biệt của khách hàng! Hiện tại, chúng tôi chủ yếu bán hàng cho khách hàng tại hàng trăm quốc gia ở Châu Á, Bắc Mỹ và Châu Âu, 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" của chúng tôi đề cao sự đổi mới hướng đến hiệu suất, hợp tác, tinh thần doanh nghiệp hiệu quả, nhằm thiết lập triết lý "Xây dựng và Chia sẻ". Mục tiêu cuối cùng là tạo ra giá trị tối đa cho khách hàng.