Novinky

Odeslat stránku emailem

Zašlete tuto stránku svým přátelům, ať se na ní také podívají.

10 tipů jak vybrat krokový motor

Jak vybírat krokový motor? Jaké jsou jeho výhody a nevýhody?

1. Seznamte se se čtyřmi nejrozšířenějšími mýty o mikrokrokování.

1. mýtus: Velký počet mikrokroků znamená rovnoměrně rozložení kroků při daném počtu.

Mikrokrokování je vhodné pro plynulý pohyb. Ale to, že máte ovladač s 256 mikrokroky na jeden krok, neznamená automaticky, že při tomto počtu mikrokroků dosáhnete s motorem 256 rovnoměrných posunů.

2. mýtus: Poloviční krok dává větší krouticí moment než mikrokrokování.

Poloviční krok představuje hrubou aproximaci sinusového průběhu proudu, kdežto mikrokroky nabízejí lepší aproximaci sinusového průběhu buzení; plocha pod křivkou se výrazně nemění, a proto je moment stejný.

3. mýtus: Plný krok dává větší krouticí moment než poloviční krok.

Plný krok s plným sepnutím obou fází motoru najednou dává větší moment než běh se stejným maximálním proudem na fázi při polovičním kroku nebo mikrokrokování. Krokový motor je však omezován vznikem tepla. Použití průběhu pro poloviční krok nebo mikrokrokování při vyšším špičkovém proudu (krát √2) proto zajišťuje hladší pohyb se stejným krouticím momentem, ohřevem a spotřebou jako v režimu plného kroku.

4. mýtus: Servopohon je lepší než krokový motor.

Servo poběží plynuleji než krokový motor. Krokový motor však bude přesně dodržovat naprogramovanou trajektorii, zatímco u servomotoru tomu tak nemusí být kvůli odchylkám, které mohou kolísat podle rušení.

2. Určete požadavky na zatížení.

Nejprve určete typ zátěže. Jedná se o setrvačnou zátěž, nebo o zatížení třením? Pokud jde o čistě setrvačnou zátěž, použijte nějaký druh převodu, aby zatěžovací moment odpovídal momentu motoru. Pomocí přístroje změřte sílu potřebnou ktomu, aby se zátěž pohybovala požadovanou rychlostí a s požadovaným zrychlením. Sílu na lineární ose můžete změřit například pružinovými váhami a rotační sílu měřičem kroutícího momentu.

Zadruhé určete napájecí napětí aplikace. Potom vyberte krokový motor s nejméně dvojnásobným krouticím momentem oproti požadovanému momentu při cílové provozní rychlosti, a použijte motor s jmenovitou hodnotou odpovídající cca ¼ napájecího napětí. Potom zjistěte budicí proud potřebný k získání cílového momentu motoru. Podle této hodnoty vyberte ovladač krokového motoru.

3. Mějte na paměti možné problémy s kroutícím momentem.

Základní příčinou mnoha problémů s krokovými motory bývá často krouticí moment. Mezi dva relativně časté případy patří:

Nedostatečný moment v určitých otáčkách: Většina krokových motorů má vinutí a konstrukci, které zajišťují optimální úroveň výkonu v určitém rozsahu otáček. Pokud použijete vysokootáčkový motor v nízkootáčkové aplikaci, je víc než pravděpodobné, že i přes obrovský odběr bude docházet k přetížení motoru kvůli nedostatečnému krouticímu momentu. Při použití nízkootáčkového motoru ve vysokootáčkové aplikaci budou výsledky obdobné.

Rozdílná setrvačnost: Motory nedokážou rychle akcelerovat, pokud se liší setrvačnost motoru a zátěže. Klíčem je zvolit velikost motoru, která se velmi blíží velikosti zátěže. V opačném případě bude mít motor problém těžkou nestabilní zátěž urychlit a při příliš prudké akceleraci by mohlo snadno dojít k přetížení systému. Na druhou stranu při připojení motoru s příliš velkým momentem může systém rezonovat a způsobovat nadměrný hluk, trhaný pohyb nebo nepřesné kroky. Při nedostatečné tíze zátěže, která by odůvodnila použití motoru s vysokým momentem, se kvůli rezonanci motoru všechno zesiluje.

4. Zvažte potřebné hodnoty napětí a proudu.

Jednoduchým způsobem, jak vybrat krokový pohon, je podívat se na čtyři věci – napětí, proud, mikrokrokování a maximální frekvenci kroků. Pohon by měl zvládat široký rozsah hodnot proudu, abyste mohli systém otestovat při různých úrovních napětí vyhovujících vaší aplikaci. Výstupní proud budiče by měl být minimálně 1,4násobkem jmenovitého proudu motoru. Vyberte budič, který disponuje několika rozlišeními kroků, abyste mohli otestovat různá nastavení mikrokrokování, a zajistit tak nejplynulejší pohyb. Nakonec zkontrolujte, jestli budič dokáže přijímat dostatečný počet krokovacích impulsů, aby se motor otáčel požadovanou rychlostí. Budiče jsou občas omezeny nějakou nízkou hodnotou, například 10kHz. Pokud byste chtěli použít mikrokrokování po 8 mikrokrocích při úhlu kroku 1,8°, maximální počet otáček za sekundu je 10000/(8 × 200) = 6,25 ot./s.

5. Použijte správné napětí.

Mikrokrokování může zvýšit rozlišení systému, což zvyšuje plynulost otáčení a zabraňuje vibracím a hluku. Pokud je však na budič s pulsně šířkovou modulací (PWM) neboli přerušovací budič (chopper drive) přivedeno nesprávné napětí, nastanou problémy. Ohledně těchto budičů dostáváme mnoho dotazů. Pokud má například motor jmenovité napětí 5V, mnoho uživatelů se diví, proč musejí použít vyšší hodnoty napětí. Také se diví, proč ani po přechodu na PWM/přerušovací budič nedosahují vyššího výkonu. Konstruktéři při použití krokových motorů a pohonů občas zapomínají na základy teorie motorů, jako jsou zpětné elektromotorické napětí a elektrické časové konstanty. Výsledkem je nesprávně specifikovaný krokový motor nebo budič a motor, kterým se v aplikaci nedostává síly (napětí a/nebo proudu).

Další díl:  10 tipů jak vybrat krokový motor: tipy 6 až 10