طرق زيادة الدقة في المحركات السائر

ومن المعروف في المجال الهندسي أن التفاوتات الميكانيكية لها تأثير كبير على الدقة والدقة لكل نوع من الأجهزة التي يمكن تخيلها بغض النظر عن استخدامها.هذه الحقيقة تنطبق أيضًا علىمحركات السائر.على سبيل المثال، يتمتع محرك متدرج قياسي بمستوى تحمل يبلغ حوالي ±5 بالمائة خطأ في كل خطوة.وهذه أخطاء غير تراكمية بالمناسبة.تتحرك معظم المحركات السائرة بمقدار 1.8 درجة لكل خطوة، مما يؤدي إلى نطاق خطأ محتمل يبلغ 0.18 درجة، على الرغم من أننا نتحدث عن 200 خطوة لكل دورة (انظر الشكل 1).

المحركات السائر ثنائية الطور - سلسلة GSSD

خطوة مصغرة للدقة

مع دقة قياسية وغير تراكمية تبلغ ±5 بالمائة، فإن الطريقة الأولى والأكثر منطقية لزيادة الدقة هي خطوة المحرك بشكل دقيق.إن الخطوات الدقيقة هي طريقة للتحكم في محركات السائر التي لا تحقق دقة أعلى فحسب، بل تحقق حركة أكثر سلاسة بسرعات منخفضة، الأمر الذي يمكن أن يكون ذا فائدة كبيرة في بعض التطبيقات.

لنبدأ بزاوية الخطوة البالغة 1.8 درجة.تعني زاوية الخطوة هذه أنه عندما يبطئ المحرك، تصبح كل خطوة جزءًا أكبر من الكل.عند السرعات الأبطأ والأبطأ، يؤدي حجم الخطوة الكبير نسبيًا إلى حدوث تسنن في المحرك.إحدى الطرق للتخفيف من انخفاض سلاسة التشغيل عند السرعات البطيئة هي تقليل حجم كل خطوة للمحرك.هذا هو المكان الذي تصبح فيه الخطوات الدقيقة بديلاً مهمًا.

يتم تحقيق الخطوة الدقيقة باستخدام تعديل عرض النبض (PWM) للتحكم في التيار في ملفات المحرك.ما يحدث هو أن سائق المحرك يوصل موجتين جيبيتين للجهد إلى ملفات المحرك، كل منهما تكون خارج الطور بمقدار 90 درجة عن الأخرى.لذلك، بينما يزيد التيار في أحد الملفات، فإنه يتناقص في الملف الآخر لإنتاج نقل تدريجي للتيار، مما يؤدي إلى حركة أكثر سلاسة وإنتاج عزم دوران أكثر اتساقًا مما يمكن الحصول عليه من التحكم القياسي في خطوة كاملة (أو حتى نصف خطوة مشتركة) (انظر الشكل 2).

محور واحديعمل جهاز التحكم في محرك السائر + السائق

عند اتخاذ قرار بشأن زيادة الدقة بناءً على التحكم الدقيق في الخطوات، يتعين على المهندسين مراعاة كيفية تأثير ذلك على بقية خصائص المحرك.في حين أن سلاسة توصيل عزم الدوران، والحركة منخفضة السرعة، والرنين يمكن تحسينها باستخدام الخطوات الدقيقة، فإن القيود النموذجية في التحكم وتصميم المحرك تمنعهم من الوصول إلى خصائصهم العامة المثالية.بسبب تشغيل محرك السائر، يمكن لمحركات الخطوات الدقيقة أن تقارب فقط موجة جيبية حقيقية.وهذا يعني أن بعض تموجات عزم الدوران والرنين والضوضاء ستبقى في النظام على الرغم من تقليل كل منها بشكل كبير في عملية خطوة دقيقة.

الدقة الميكانيكية

هناك تعديل ميكانيكي آخر للحصول على الدقة في محرك السائر الخاص بك وهو استخدام حمل قصور ذاتي أصغر.إذا كان المحرك متصلاً بقصور ذاتي كبير عند محاولته التوقف، فإن الحمل سوف يسبب بعض الدوران الزائد الطفيف.نظرًا لأن هذا غالبًا ما يكون خطأً بسيطًا، فيمكن استخدام وحدة التحكم في المحرك لتصحيحه.

وأخيرا، نعود إلى وحدة التحكم.قد تتطلب هذه الطريقة بعض الجهد الهندسي.من أجل تحسين الدقة، قد ترغب في استخدام وحدة تحكم تم تحسينها خصيصًا للمحرك الذي اخترت استخدامه.هذه طريقة دقيقة جدًا للدمج.كلما كانت قدرة وحدة التحكم على التعامل مع تيار المحرك بدقة أفضل، زادت الدقة التي يمكنك الحصول عليها من محرك السائر الذي تستخدمه.وذلك لأن وحدة التحكم تنظم بالضبط مقدار التيار الذي تستقبله ملفات المحرك لبدء حركة الخطوة.

تعد الدقة في أنظمة الحركة مطلبًا شائعًا اعتمادًا على التطبيق.إن فهم كيفية عمل نظام السائر معًا لتحقيق الدقة يسمح للمهندس بالاستفادة من التقنيات المتاحة، بما في ذلك تلك المستخدمة في إنشاء المكونات الميكانيكية لكل محرك.