Analizuokite bipolinių žingsnių variklių pagrindus
Bipolinis pakopinis variklis susideda iš dviejų apvijų. Kad variklis veiktų sklandžiai, abu ritės nuolat yra sinusoidinės, o fazių skirtumas yra 90 laipsnių, o žingsninis variklis pradeda suktis.
Paprastai žingsniniai varikliai neveikia analoginiais tiesiniais stiprintuvais; vietoj to jie yra valdomi pagal PWM dabartinį reguliavimą, kad linijinis sinusinės bangos signalas būtų konvertuojamas į atskirus linijinius signalus. Sinusinę bangą galima suskirstyti į kelis segmentus, o kai segmentų skaičius didėja, bangos forma toliau artėja prie sinusinės bangos. Praktiniuose pritaikymuose segmentų skaičius yra nuo 4 iki 2048 ar daugiau, o dauguma žingsninių pavarų IC naudoja nuo 4 iki 64 segmentų. Visą žingsninį pavarą, tik vieną fazę įsijungia kiekvienu momentu, dviejų fazių srovės pakaitai ir srovės krypties jungikliai, todėl sukuriamos keturios žingsnio variklio mechaninės būsenos. Pusiau žingsnio pavara yra palyginti sudėtingesnė nei viso žingsnio pavaros režimas. Tuo pačiu metu gali reikėti įjungti abi fazes, kaip parodyta 1 paveiksle, kuris padvigubina variklio žingsnio skiriamąją gebą. Padalintas pavara, variklio rotoriaus žingsnio kampas sumažės, kai padidės padalinių skaičius, o variklio sukimasis tampa vis stabilesnis. Pavyzdžiui, 32 segmentų suskirstymo seka vadinama aštuonių žingsnių pavaros režimu.
Dabartinio valdymo tikslumo svarba
Bipolinio žingsnio variklio rotoriaus padėtis priklauso nuo srovės, tekančios per du ritinius, kiekis. Apskritai pagrindiniai žingsnio variklio parinkimo rodikliai yra tikslūs mechaniniai padėties nustatymai arba tikslus mechaninis sistemos greičio valdymas. Todėl lynų srovės tikslumo kontrolė yra labai svarbi sklandžiam žingsninio variklio veikimui.
Mechaninėse sistemose yra dvi problemos, galinčios sukelti netikslų srovės valdymą:
Mažo greičio veikimo arba žingsninio variklio, skirto padėties valdymui, atveju kiekvienos posistemio variklio žingsnių skaičius yra neteisingas, dėl to padėtis neteisinga.
Dideliu greičiu sistemos netiesiškumas gali sukelti trumpalaikius variklio greičio pokyčius, dėl to sukimo momentas tampa nestabilus ir didėja variklio triukšmas bei vibracija.
PWM valdymas ir srovės sumažėjimo režimas (DecayMode)
Dauguma žingsninio variklio pavaros IC remiasi žingsninio variklio apvijų induktyvumo charakteristikomis, kad pasiektų dabartinį PWM reguliavimą. Per H-tilto grandinę, sudarytą iš galios MOSFET, atitinkančių kiekvieną apviją, PWM valdiklio paleidimo metu maitinimo įtampa įjungiama į variklio apvijas, taip sukuriant pavaros srovę. Kai srovė pasiekia nustatytą vertę, H-tiltas perjungia valdymo būseną, todėl išėjimo srovė sumažėja. Po nustatyto laiko vėl prasidės naujas PWM ciklas ir H-tiltas vėl sukels ritės srovę.
Šis procesas kartojamas, kad sukimo srovė pakiltų ir sumažėtų. Esant dabartinei mėginių ėmimo ir būklės kontrolei, kiekvieno segmento didžiausia dabartinė vertė gali būti reguliuojama ir valdoma.
Kai pasiekiama laukiama didžiausia srovė, yra du būdai, kaip valdyti H-tilto pavaros apvijos dabartinį slopinimą:
Trumpas apvijų sukimas (kai MOSFET įjungiamas žemoje arba aukštoje pusėje), srovė sulėtėja lėtai.
H-tiltas sukelia laidumą, arba leidžia tekėti srovė per MOSFET kūno diodą, o srovė greitai sulėtėja.
