Điều khiển tốc độ động cơ bước

      63

Hiện nay, động cơ bước được thực hiện nhiều trong việc điều khiển và tinh chỉnh robot bắt, dính các kim chỉ nam trong những khí tài quan gần cạnh hay tinh chỉnh lập trình trong các thiết bị tối ưu cắt gọt,… Vậy, điều khiển động cơ bước gồm khó không? sao để cho hiệu quả?


1. Quan niệm motor bước

Trước khi mày mò cách điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước hiệu quả, bạn cần nắm được động cơ bước là gì? Đây là một động cơ nhất quán dùng tất cả khả năng biến đổi các tín hiệu tinh chỉnh động cơ dưới dạng những xung năng lượng điện rời rạc tiếp nối nhau để biến chuyển các vận động của góc cù hoặc các hoạt động của roto và đem lại khả năng thắt chặt và cố định roto vào giữa những vị trí đề xuất thiết.

Bạn đang xem: Điều khiển tốc độ động cơ bước

*

Động cơ bước là 1 trong loại bộ động cơ đồng bộ

Động cơ bước là 1 loại động cơ điện bao gồm nguyên lý chuyển động và ứng dụng khác hoàn toàn với đại phần lớn các loại động cơ điện còn lại. Bọn chúng thực chất chính là một hộp động cơ đồng bộ, được sử dụng để chuyển đổi các tín hiệu tinh chỉnh và điều khiển động cơ dưới dạng những xung điện.

2. Nguyên tắc điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước

Khác với các động cơ đồng hóa thông thường, vào việc điều khiển vi bước step motor Rotor, bộ động cơ bước được khởi cồn bằng cách thức đo tần số do nó không có cuộn dây nhằm khởi động. Rotor của bộ động cơ bước sẽ có loại Rotor tích cực hoặc là Rotor thụ động.

Động cơ cách sẽ làm cho việc dựa vào bộ đưa mạch điện tử nhằm mục tiêu mục đích đưa các tín hiệu vào vào Stator theo một vật dụng tự và 1 tần số độc nhất định. Chu kỳ chuyển mạch của động cơ sẽ tiến hành tính bởi tổng số góc tảo của Rotor. Lúc đó, chiều quay cũng giống như tốc độ cù của roto sẽ nhờ vào vào đồ vật tự và tần số chuyển đổi.

*

Động cơ bước thao tác làm việc nhờ vào cỗ chuyển mạch điện tử

Xung điện áp được cung cấp cho cuộn dây Stator lúc này có thể là xung 1 cực hoặc 2 cực:

Chuyển mạch điện tử trong tinh chỉnh và điều khiển step motor hoàn toàn có thể cung cấp cho điện áp điều khiển cho các cuộn dây stator rất có thể theo từng cuộn chơ vơ hoặc là theo từng nhóm của những cuộn dây.Trị số của đụng cơ cũng giống như chiều của lực năng lượng điện từ đó là tổng F dựa vào vào vị trí của các lực năng lượng điện từ gồm trong nó. Do đó, vị trí Rotor của động cơ bước từ bây giờ sẽ dựa vào hoàn toàn vào cách thức cung cấp điện cho những cuộn dây bên dưới đây:

*

Sơ đồ chi tiết nguyên lý buổi giao lưu của động cơ bước

Hình trên miêu tả nguyên lý buổi giao lưu của động cơ cách m pha với Rotor gồm 2 cực 2p = 2 với khi bọn chúng không được kích thích. Nếu những cuộn dây phía bên trong của bộ động cơ bước được hỗ trợ điện riêng lẻbởi xung 1 cực thì Rotor của bộ động cơ bước từ bây giờ sẽ bao gồm m vị trí bất biến trùng cùng với trục của những cuộn dây y như ở hình a.

Để mạch điều khiển động cơ bước 6 dây tăng tốc lực năng lượng điện từ tổng của Stato, từ đó sẽ tăng trường đoản cú thông và mô men đồng bộ, bọn họ phải cấp điện đồng thời mang lại 2, 3, cũng đều có khi là những cuộn dây. Cơ hội đó phần Rotor của hộp động cơ bước sẽ sở hữu được vị trí bất biến và trùng với vectơ của lực điện từ tổng F. Đồng thời, lực điện từ tổng F của nó cũng có giá trị to hơn lực năng lượng điện từ phân phát ra từ các cuộn dây Stator.

3. Sơ đồ với cách tinh chỉnh động cơ bước

Động cơ bước khi được tinh chỉnh dưới dạng nhiều xung năng lượng điện rời rạc tiếp đến nhau thì sẽ tạo thành các vận động góc quay cũng tương tự các hoạt động của Rotor. Động cơ cách sẽ không còn quay theo cơ chế thông thường mà vẫn quay theo từng bước nên cũng có chế độ chính xác rất to lớn xét về mặt điều khiển học. Chúng thao tác làm việc nhờ vào những bộ đưa mạch năng lượng điện tử đưa các tín hiệu điều khiển và tinh chỉnh động cơ cách 5 dây vào Stato theo vật dụng tự và phần đông tần số tuyệt nhất định.

Vì mỗi một loại bộ động cơ bước sẽ có những đặc đường khác nhau, phải cách điều khiển cũng trở thành khác nhau. Tùy nằm trong vào lực kéo (mô men) và tốc độ quay mà hộp động cơ yêu cầu, bạn cũng có thể dùng các cách tinh chỉnh dưới đây:

Với những hộp động cơ bước chỉ cần chạy ở tốc độ thấp: fan ta vẫn sử dụng phương pháp điều khiển để hỗ trợ điện áp trực tiếp. Dịp này, chính nội trở cuộn dây của động cơ sẽ vận động để tạo ra một dòng điện, bởi đó, số lượng giới hạn dòng năng lượng điện này sẽ phụ thuộc vào vào điện áp cung ứng trực tiếp mang đến nó.Với những hộp động cơ bước yêu cầu chạy ở tốc độ cao: người ta không thể liên tiếp sử dụng cách thức cấp điện áp trực tiếp nữa bởi vì lực kéo lúc này sẽ bị sút nghiêm trọng. Vì chưng lẽ, đặc tuyến đường cảm của cuộn dây trong bộ động cơ sẽ nhốt khả năng buổi giao lưu của dòng điện.Với những bộ động cơ bước cần cải thiện và nâng cao hiệu suất của motor cách và bộ điều khiển ở tốc độ thấp và đề xuất tăng vận tốc cao thì họ nên sử dụng phương thức điều khiển bằng băm xung. Cách điều khiển động cơ cách này để giúp bạn duy trì tần số ko đổi, tùy thuộc vào nguyên tắc bảo trì dòng năng lượng điện thì những cuộn dây của cồn cơ cũng trở thành không đổi so với tất cả cấp độ. Cách tinh chỉnh này nói một cách khác là điều khiển tùy thuộc vào dòng điện.

4. Cách thức điều khiển bộ động cơ bước

4.1. Điều khiển bộ động cơ bước dạng sóng (Wave Drive)

Đây là cách thức cơ bản nhất để điều khiển và tinh chỉnh 1 bộ động cơ bước, mặc dù rằng nó không được thực hiện nhiều tuy thế vẫn đáng sẽ giúp đỡ cho họ hiểu về phong thái điều khiển hộp động cơ bước. Trong cách thức này, trường hợp mỗi pha hoặc stato làm việc cạnh nhau sẽ được động cơ kích hoạt lần lượt bằng cách sử dụng 1 mạch quan trọng giúp từ hóa và khử từ bỏ hóa stato, vấn đề này sẽ dẫn đến vận động nhanh chóng của rôto một bước.

Xem thêm: Công Ty Tnhh Sản Xuất Toàn Cầu Lixil Việt Nam, Thông Tin Công Ty

4.2. Điều khiển bộ động cơ chạy đủ bước (Full Step Drive)

Trong mạch điều khiển và tinh chỉnh động cơ cách 4 dây, thay bởi vì kích hoạt toàn bộ các stator một lần, 2 stator sẽ được kích hoạt chỉ phương pháp nhau 1 khoảng thời gian ngắn. Điều này tức là nếu stator sản phẩm công nghệ 1 nhảy ON thì stator thứ hai sẽ ON ngay sau đó một khoảng thời gian ngắn, trong những lúc đó thì stator thứ nhất vẫn ON. Cách thức này dẫn đến mô men xoắn đạt mức cao và mang lại phép chúng ta điều khiển động cơ tải cao.

4.3. Điều khiển bộ động cơ chạy nửa bước (Half-Stepping Drive)

Phương pháp này cũng tương tự như ổ đĩa Full bước. Ở step motor cùng mạch điều khiển, 2 stator được để cạnh nhau đã được thực hiện kích hoạt trước cùng stator thứ 3 sẽ được kích hoạt ngay sau đó, tuy nhiên 2 stator đó lại bị loại bỏ hóa. Chu kỳ luân hồi này đang kích hoạt 2 stator trước và tiếp đến 1 stator lặp lại sẽ giúp điều khiển hộp động cơ bước. Phương pháp này đang dẫn đến tăng tốc độ phân giải của đụng cơ trong những khi đó tế bào men xoắn sẽ sút xuống.

4.4. Điều khiển động cơ chạy bước nhỏ (MicroStepping Drive)

Đây là phương thức điều khiển hộp động cơ bước được sử dụng thông dụng nhất vày nó bao gồm tính đúng mực rất cao. Mạch điều khiển cung cấp ngay 1 chiếc bước biến đổi cho cuộn dây stato vẫn tồn tại ngơi nghỉ dạng sóng hình sin. Những cách đi nhỏ dại xíu này hiện thời dùng để bức tốc độ đúng mực tuyệt đối của mỗi bước một. Phương thức này cũng được sử dụng rộng rãi do nó có thể giảm tiếng ồn của chuyển động ở mức độ lớn.

*

Có nhiều cách thức để tinh chỉnh và điều khiển động cơ bước

5. Điều khiển hộp động cơ bước cần sử dụng Code Arduino như vậy nào?

Module Driver A4988 là một trong con IC tất cả trong lắp thêm in 3d, 1 điều khá không thể tinh được là hầu như các thứ in 3d đều sử dụng con IC này nhằm điều khiển, bởi vì máy in 3 chiều có mua trọng nhỏ dại và kích cỡ của nhỏ IC đó lại khá tương thích, nó nhỏ dại hơn 10 lần so với tb6560 hoặc 20 lần so với MA860H. Thậm chí, nó chỉ to hơn móng tay fan một chút.

Quá trình tinh chỉnh và điều khiển động cơ cách Arduino gồm tính năng:

Điều khiển rất đối kháng giản.Điều khiển được cả hồ hết động cơ vận động với điện áp vừa, thậm chí lên tới mức 35V và gồm dòng lên tới mức 2A.Có 5 chế độ: full bước, 1/ 2 bước, 1/ 4 bước, 1/ 8 bước, 1/ 16 bước.Điều chỉnh loại ra bằng phương pháp sử dụng tách áp (siêu nhỏ) nằm trên Current Limit = VREF × 2.5Tự động bật Shutdown thì quá nóng,...​

Khi các bạn lựa chọn chế độ full hay một nửa hoặc 1/4 thì vẫn được trải qua 3 sạc pin là MS1, MS2, MS3. Rất có thể nối thẳng 3 sạc pin này vào công tắc nguồn bit 3p để dễ dàng dàng thiết lập từ trên phần cứng. Chú ý thêm, nếu thả nổi 3 sạc pin này thì có nghĩa là mode full step.

*

Bảng thông số điều khiển động cơ bước Arduino

Nếu ao ước bật/ tắt hộp động cơ thì chúng ta phải trải qua pin ENABLE, nhảy mức LOW có nghĩa là bật module, nấc HIGH có nghĩa là đang tắt module. Điều khiển chiều quay mang lại động cơ rất có thể thông qua sạc DIR.

Thực hiện cách tinh chỉnh step motor trải qua pin STEP, để ý mỗi xung đang tương ứng với cùng 1 bước (hoặc 1 vi bước). Nhị chân Sleep với Reset vẫn nối cùng nhau luôn. Tiếp sau đây là chi tiết cách điều khiển và tinh chỉnh động cơ bước source code:

#include:

AccelStepper stepper (1,5,4); // pin 5 step, sạc pin 4 dir void thiết lập () Serial.begin (9600); pinMode (6,OUTPUT); // Enable; digital Write(6, LOW); // Đặt Enable xuống LOW để khởi động động cơ void loop() {if (stepper.distanceToGo() == 0)// bình chọn thử bộ động cơ bước có còn đang vận động hay không, nếu không hề chạy thì chọn:

delay(1000); stepper.moveTo(rand() % 400); //chuyển đến tọa độ 0 399 (Random) stepper.setMaxSpeed((rand () % 400) 200); //chỉnh tốc độ. Stepper. Đặt setAcceleration((rand() % 200) 100); // chỉnh gia tốc

Serial.println(stepper.distanceToGo());

stepper.run (); //

Chú ý phải bao gồm hàm này sinh hoạt hàm loop bởi với mỗi biến chuyển stepper thì yêu cầu làm như vậy bắt đầu chạy được.

Kết luận

Trong quy trình điều khiển hoạt động kỹ thuật, tinh chỉnh động cơ bước là một trong cơ cấu chấp hành quan trọng hữu hiệu cho máy móc, bởi nó có thể tiến hành trung thành được những lệnh mà họ đưa ra dưới dạng số. Cùng với sự trở nên tân tiến của ngành khoa học chế tạo, bộ động cơ bước hiện giờ được áp dụng nhiều trong số ngành auto hóa, đặc biệt là trong các thiết bị điều khiển từ xa cần có độ đúng đắn cao.