स्टेपर मोटर ड्रायव्हर - डिव्हाइस, प्रकार आणि क्षमता

स्टेपर मोटर्स आज अनेक औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये वापरली जातात. या प्रकारची इंजिने इतर प्रकारच्या इंजिनच्या तुलनेत कार्यरत शरीराच्या स्थितीची उच्च अचूकता प्राप्त करण्यास परवानगी देतात या वस्तुस्थितीद्वारे ओळखली जातात. स्पष्टपणे, स्टेपर मोटर ऑपरेट करण्यासाठी अचूक स्वयंचलित नियंत्रण आवश्यक आहे. या उद्देशासाठी, ते स्टेपर मोटर कंट्रोलर म्हणून काम करतात, विविध उद्देशांसाठी इलेक्ट्रिक ड्राइव्हचे सतत आणि अचूक ऑपरेशन सुनिश्चित करतात.

साधारणपणे, स्टेपर मोटरच्या ऑपरेशनचे तत्त्व खालीलप्रमाणे वर्णन केले जाऊ शकते. स्टेपर मोटरच्या रोटरच्या प्रत्येक पूर्ण रोटेशनमध्ये अनेक पायऱ्या असतात. बहुतेक स्टेपर मोटर्स 1.8 डिग्री पायऱ्यांसाठी डिझाइन केलेले आहेत आणि प्रत्येक संपूर्ण क्रांतीमध्ये 200 पायऱ्या आहेत. जेव्हा एखाद्या विशिष्ट स्टेटर विंडिंगवर पुरवठा व्होल्टेज लागू केला जातो तेव्हा ड्राइव्ह त्याच्या चरणाची स्थिती बदलते. रोटेशनची दिशा कॉइलमधील विद्युत् प्रवाहाच्या दिशेवर अवलंबून असते.

पुढील पायरी म्हणजे पहिले वळण बंद करणे, दुसऱ्याला वीजपुरवठा केला जातो आणि असेच, परिणामी, प्रत्येक वळण पूर्ण झाल्यानंतर, रोटर पूर्ण रोटेशन करेल. परंतु हे एक ढोबळ वर्णन आहे, प्रत्यक्षात अल्गोरिदम थोडे अधिक क्लिष्ट आहेत आणि याबद्दल नंतर चर्चा केली जाईल.

स्टेपर मोटर कंट्रोल अल्गोरिदम

स्टेपर मोटर नियंत्रण चार मूलभूत अल्गोरिदमपैकी एकानुसार लागू केले जाऊ शकते: व्हेरिएबल फेज स्विचिंग, फेज ओव्हरलॅप कंट्रोल, हाफ-स्टेप कंट्रोल किंवा मायक्रोस्टेप कंट्रोल.

पहिल्या प्रकरणात, कोणत्याही क्षणी फक्त एका टप्प्याला शक्ती प्राप्त होते आणि प्रत्येक टप्प्यावर मोटर रोटरचे समतोल बिंदू मुख्य समतोल बिंदूंशी एकरूप होतात—ध्रुव स्पष्टपणे परिभाषित केले जातात.

फेज ओव्हरलॅप कंट्रोल रोटरला स्टेटर पोलमधील पोझिशनवर जाण्याची परवानगी देते, जे नॉन-फेज ओव्हरलॅप कंट्रोलच्या तुलनेत 40% ने टॉर्क वाढवते. कलतेचा कोन राखला जातो, परंतु लॉकची स्थिती बदलली जाते - ते स्टेटरच्या खांबाच्या क्रेस्टच्या दरम्यान स्थित आहे. हे पहिले दोन अल्गोरिदम इलेक्ट्रिकल उपकरणांमध्ये वापरले जातात जेथे खूप उच्च अचूकता आवश्यक नसते.

हाफ-स्टेप कंट्रोल हे पहिल्या दोन अल्गोरिदमचे संयोजन आहे: एक फेज (वाइंडिंग) किंवा दोन एक पायरीद्वारे समर्थित आहेत. पायरीचा आकार अर्धा केला जातो, स्थिती अचूकता जास्त असते आणि मोटरमधील यांत्रिक अनुनाद होण्याची शक्यता कमी होते.

आणि शेवटी, मायक्रो लेव्हल मोड.येथे, टप्प्याटप्प्यांमधला विद्युत् प्रवाह परिमाणात बदलतो ज्यामुळे प्रत्येक पायरीवर रोटर फिक्सेशनची स्थिती ध्रुवांमधील बिंदूवर येते आणि एकाच वेळी जोडलेल्या टप्प्यांमधील प्रवाहांच्या गुणोत्तरानुसार, अशा अनेक पायऱ्या मिळवता येतात. प्रवाहांचे गुणोत्तर समायोजित करून, कार्यरत गुणोत्तरांची संख्या समायोजित करून, मायक्रोस्टेप्स प्राप्त केले जातात - रोटरची सर्वात अचूक स्थिती.

येथे स्कीमॅटिक्ससह अधिक तपशील पहा: स्टेपर मोटर नियंत्रण

स्टेपर मोटर चालक

निवडलेला अल्गोरिदम व्यवहारात आणण्यासाठी, स्टेपर मोटर ड्रायव्हर लागू करा... ड्रायव्हरमध्ये वीज पुरवठा आणि कंट्रोलर विभाग असतो.

ड्रायव्हरचा पॉवर भाग आहे सॉलिड स्टेट पॉवर अॅम्प्लिफायर, ज्यांचे कार्य टप्प्याटप्प्याने लागू केलेल्या विद्युत् प्रवाहाच्या डाळींना रोटरच्या हालचालींमध्ये रूपांतरित करणे आहे: एक नाडी — एक अचूक पायरी किंवा मायक्रोडिग्री.

विद्युत् प्रवाहाची दिशा आणि परिमाण - पायरीची दिशा आणि आकार. म्हणजेच, पॉवर युनिटचे कार्य संबंधित स्टेटर विंडिंगला विशिष्ट परिमाण आणि दिशेचा विद्युतप्रवाह पुरवणे, हा विद्युतप्रवाह काही काळ धरून ठेवणे आणि तसेच करंट्स त्वरीत चालू आणि बंद करण्यासाठी, त्यामुळे डिव्हाइसची गती आणि उर्जा वैशिष्ट्ये हातातील कार्याशी जुळतात.

ड्राइव्ह मेकॅनिझमचा पॉवर भाग जितका परिपूर्ण असेल तितका जास्त टॉर्क शाफ्टवर मिळू शकतो. सर्वसाधारणपणे, स्टेपर मोटर्स आणि त्यांच्या ड्रायव्हर्सच्या सुधारणेतील प्रगतीचा कल म्हणजे लहान परिमाण, उच्च अचूकता आणि त्याच वेळी उच्च कार्यक्षमता राखून मोटर्समधून महत्त्वपूर्ण ऑपरेटिंग टॉर्क मिळवणे.

स्टेपर मोटर कंट्रोलर

स्टेपर मोटर कंट्रोलर सिस्टमचा एक बुद्धिमान भाग आहे, जो सामान्यत: रीप्रोग्राम करण्यायोग्य मायक्रोकंट्रोलरच्या आधारावर बनविला जातो. कोणत्या वेळी, कोणत्या कॉइलला, किती काळ आणि किती विद्युतप्रवाह पुरवला जाईल यासाठी नियंत्रक जबाबदार आहे. कंट्रोलर ड्रायव्हरच्या पॉवर युनिटच्या ऑपरेशनवर नियंत्रण ठेवतो.

प्रगत नियंत्रक संगणकाशी जोडलेले असतात आणि संगणक वापरून रिअल टाइममध्ये समायोजित केले जाऊ शकतात. मायक्रोकंट्रोलरला वारंवार रीप्रोग्राम करण्याची क्षमता वापरकर्त्याला प्रत्येक वेळी कार्य समायोजित केल्यावर नवीन कंट्रोलर खरेदी करण्याच्या गरजेपासून मुक्त करते — विद्यमान एक पुन्हा कॉन्फिगर करण्यासाठी ते पुरेसे आहे, ही लवचिकता आहे, नवीन कार्ये करण्यासाठी कंट्रोलर सहजपणे प्रोग्रामेटिक पद्धतीने पुनर्निर्देशित केला जाऊ शकतो. .

आज बाजारात विविध उत्पादकांकडून स्टेपर मोटर कंट्रोलर्सची विस्तृत श्रेणी उपलब्ध आहे ज्यात विस्तारयोग्य वैशिष्ट्ये आहेत. प्रोग्रामेबल कंट्रोलर प्रोग्राम्सचे रेकॉर्डिंग सूचित करतात आणि काही प्रोग्रामेबल लॉजिक ब्लॉक्सचा समावेश करतात, ज्याद्वारे विशिष्ट तांत्रिक प्रक्रियेसाठी स्टेपर मोटर नियंत्रित करण्यासाठी अल्गोरिदम लवचिकपणे कॉन्फिगर करणे शक्य आहे.

नियंत्रक क्षमता

कंट्रोलरसह स्टेपर मोटर नियंत्रण प्रति क्रांती 20,000 सूक्ष्म चरणांपर्यंत उच्च अचूकतेस अनुमती देते. याव्यतिरिक्त, व्यवस्थापन थेट संगणकावरून आणि डिव्हाइसमध्ये शिवलेल्या प्रोग्राममुळे किंवा मेमरी कार्डवरील प्रोग्रामद्वारे दोन्ही केले जाऊ शकते. कार्याच्या अंमलबजावणीदरम्यान पॅरामीटर्स बदलल्यास, संगणक सेन्सर्सची चौकशी करू शकतो, बदलत्या पॅरामीटर्सचे निरीक्षण करू शकतो आणि स्टेपर मोटरचा ऑपरेशन मोड त्वरीत बदलू शकतो.

व्यावसायिकरित्या उपलब्ध स्टेपर मोटर कंट्रोल ब्लॉक्स आहेत जे कनेक्ट केलेले आहेत: वर्तमान स्त्रोत, नियंत्रण बटणे, घड्याळ स्त्रोत, स्टेप पोटेंशियोमीटर इ. अशा ब्लॉक्समुळे तुम्हाला मॅन्युअल किंवा स्वयंचलित नियंत्रणासह पुनरावृत्ती चक्रीय कार्ये करण्यासाठी उपकरणांमध्ये स्टेपर मोटर द्रुतपणे एकत्रित करण्याची परवानगी मिळते. ... बाह्य उपकरणांसह समक्रमित करण्याची क्षमता आणि स्वयंचलित चालू, बंद आणि नियंत्रणासाठी समर्थन हा स्टेपर मोटर कंट्रोल युनिटचा एक निर्विवाद फायदा आहे.

उदाहरणार्थ, जर तुम्हाला प्रोग्राम चालवायचा असेल तर डिव्हाइस थेट संगणकावरून नियंत्रित केले जाऊ शकते सीएनसी मशीनसाठी, किंवा अतिरिक्त बाह्य नियंत्रणाशिवाय मॅन्युअल मोडमध्ये, म्हणजे, स्वायत्तपणे, जेव्हा स्टेपर मोटर शाफ्टच्या रोटेशनची दिशा रिव्हर्स सेन्सरद्वारे सेट केली जाते आणि गती पोटेंशियोमीटरद्वारे नियंत्रित केली जाते. वापरल्या जाणार्‍या स्टेपर मोटरच्या पॅरामीटर्सनुसार कंट्रोल डिव्हाइस निवडले जाते.

ध्येयाच्या स्वरूपावर अवलंबून, स्टेपर मोटर नियंत्रण पद्धत निवडली जाते. जर तुम्हाला एक साधा लो-पॉवर इलेक्ट्रिक ड्राइव्ह कंट्रोल सेट करायचा असेल जिथे प्रत्येक वेळी एका स्टेटर विंडिंगवर एक नाडी लावली जाते: पूर्ण क्रांतीसाठी, 48 पावले म्हणा आणि रोटर प्रत्येक पायरीने 7.5 अंश हलवेल. या प्रकरणात सिंगल पल्स मोड ठीक आहे.

उच्च टॉर्क प्राप्त करण्यासाठी, दुहेरी नाडी वापरली जाते - ती प्रति नाडी एकाच वेळी दोन समीप कॉइलला दिली जाते. आणि जर संपूर्ण क्रांतीसाठी 48 चरणांची आवश्यकता असेल, तर पुन्हा अशा 48 दुहेरी पल्सची आवश्यकता असेल, प्रत्येक नाडीचा परिणाम होईल. 7 .5 अंशांची पायरी, परंतु सिंगल पल्स मोडपेक्षा 40% अधिक टॉर्कसह.दोन पद्धती एकत्र करून तुम्ही पायऱ्या विभाजित करून 96 डाळी मिळवू शकता — तुम्हाला प्रति चरण 3.75 अंश मिळतात — हा एक संयुक्त (अर्धा पायरी) नियंत्रण मोड आहे.