Métodos para aumentar a precisión nos motores Stepper

É ben sabido no campo da enxeñaría que as tolerancias mecánicas teñen un efecto importante na precisión e precisión para todo tipo de dispositivo imaxinable independentemente do seu uso. Este feito tamén é certomotores de paso. Por exemplo, un motor paso a paso estándar ten un nivel de tolerancia de aproximadamente ± 5 por cento de erro por paso. Por certo, son erros non acumulativos. A maioría dos motores de paso pasan 1,8 graos por paso, o que resulta nun rango de erro potencial de 0,18 graos, aínda que estamos a falar de 200 pasos por rotación (ver figura 1).

Motors de paso 2 fases - serie GSSD

Pisamento en miniatura para a precisión

Cunha precisión estándar, non acumulativa, de ± 5 por cento, o primeiro e máis lóxico xeito de aumentar a precisión é a micro paso do motor. Micro Stepping é un método para controlar os motores Stepper que consegue non só unha resolución máis alta senón un movemento máis suave a poucas velocidades, o que pode ser un gran beneficio nalgunhas aplicacións.

Comecemos co noso ángulo de paso de 1,8 graos. Este ángulo de paso significa que a medida que o motor diminúe cada paso convértese nunha parte maior do conxunto. A velocidades máis lentas e máis lentas, o tamaño do paso relativamente grande provoca un chisco no motor. Un xeito de aliviar esta diminución da suavidade do funcionamento a velocidades lentas é reducir o tamaño de cada paso do motor. Aquí é onde a micro paso se converte nunha alternativa importante.

O micro pisamento conséguese empregando modulado por ancho de pulso (PWM) para controlar a corrente para os enrolamentos do motor. O que sucede é que o condutor do motor ofrece dúas ondas seno de tensión aos enrolamentos do motor, cada unha delas de 90 graos fóra da fase coa outra. Así, mentres que a corrente aumenta nun enrolamento, diminúe no outro enrolamento para producir unha transferencia gradual de corrente, o que resulta nun movemento máis suave e unha produción de par máis consistente do que un obterá un paso estándar (ou incluso medio paso común) (ver figura 2).

un só eixeO controlador de motor Stepper +opera

Ao decidir un aumento da precisión baseada no control de micro -paso, os enxeñeiros teñen que considerar como isto afecta ao resto das características do motor. Aínda que a suavidade da entrega de par, o movemento de baixa velocidade e a resonancia poden mellorarse empregando micro pisado, as limitacións típicas no control e o deseño do motor impiden que alcance as súas características ideais ideais. Debido ao funcionamento dun motor de paso, as unidades de micro pisadas só poden aproximar unha verdadeira onda senoidal. Isto significa que algunha ondulación de par, resonancia e ruído permanecerán no sistema, aínda que cada un destes se reduce moito nunha operación de micro.

Precisión mecánica

Outro axuste mecánico para a precisión de ganancias no motor de paso paso é usar unha carga de inercia menor. Se o motor está unido a unha gran inercia cando intenta parar, a carga provocará algunha lixeira rotación. Debido a que este é a miúdo un pequeno erro, o controlador do motor pódese usar para corrixilo.

Finalmente, volvemos ao controlador. Este método pode levar algún esforzo en enxeñaría. Para mellorar a precisión, é posible que queiras usar un controlador que está específicamente optimizado para o motor que elixiu usar. Este é un método moi preciso para incorporar. Canto mellor sexa a capacidade do controlador para manipular precisamente a corrente do motor, máis precisión podes obter do motor Stepper que estás a usar. Isto débese a que o controlador regula exactamente a cantidade de actuais que reciben os enrolamentos do motor para iniciar o movemento de paso.

A precisión nos sistemas de movemento é un requisito común segundo a aplicación. Comprender como funciona o sistema Stepper para crear precisión permite que un enxeñeiro aproveite as tecnoloxías dispoñibles, incluídas as empregadas na creación de compoñentes mecánicos de cada motor.