Žingsninis variklis yra specialus variklis, kuris juda fiksuotu dažniu ir fiksuotu žingsnio ilgiu. Šiuolaikinėje pramoninėje gamyboje žingsniniai varikliai buvo plačiai naudojami įvairiose valdymo sistemose, tokiose kaip CNC staklės, automatikos įranga ir kt. Šiame straipsnyje bus pristatyti žingsninių variklių valdymo principai ir veikimo būdai.
1. Žingsninio variklio principas
Žingsninis variklis yra variklis, kuris elektros impulsų signalus paverčia mechaniniu judesiu. Iš esmės tai yra sinchroninis variklis, kurio judėjimas atliekamas fiksuoto žingsnio žingsniais. Žingsninio variklio sukimąsi skatina grandinės sukuriama vektoriaus sukimosi jėga, todėl jis gali sklandžiai ir nuolat suktis tiksliais žingsniais, nereikalaujant papildomų valdymo įtaisų.
2. Žingsninio variklio valdymo būdas
Žingsninių variklių valdymą galima apytiksliai suskirstyti į keturis būdus: impulsų impulsų valdymą, vektorinį valdymą, virpesių valdymą ir mikropakopų valdymą.
(1) Impulsų impulsų valdymas
Impulsų impulsų valdymas yra paprastas valdymo būdas. Kai variklis gauna impulso signalą, variklis sukasi į priekį tam tikru kampu, tai yra žingsnio atstumu. Kiekvieną kartą, kai gaunamas impulsinis signalas, variklis judės vienu žingsniu į priekį. Šio valdymo metodo pranašumas yra tai, kad sistemos struktūra yra paprasta ir lengvai įgyvendinama. Trūkumas yra tas, kad tikslumas ribojamas žingsnio atstumu ir lengva atsikratyti.
(2) Vektorinis valdymas
Vektorinis valdymas yra patobulintas žingsninio variklio valdymo metodas. Jis gali tiksliau valdyti variklio judėjimą, naudodamas kruopščiai sukurtą vektorinio valdymo algoritmą. Šis metodas reikalauja sudėtingo algoritmo, kad būtų galima apskaičiuoti kampą, kuriuo variklis turi judėti kiekviename žingsnyje, todėl variklio judėjimas tampa sklandesnis ir tikslesnis. Šio metodo pranašumas yra tas, kad jis tam tikru mastu pagerina valdymo tikslumą. Trūkumas yra tas, kad sistemos sudėtingumas yra gana didelis ir reikalauja papildomų valdiklių.
(3) Smūgio valdymas
Virpesių valdymas yra paprastas ir efektyvus valdymo būdas. Tai pakeičia variklio fazių seką, kad sukeltų svyruojantį judėjimą. Kai variklis gauna impulso signalą, tam tikrą žingsnį jis svyruos į priekį, tam tikram laikui sustos ir toliau judės į priekį. Šio metodo privalumas yra tai, kad sistemos struktūra yra paprasta ir lengvai įgyvendinama. Trūkumas yra tas, kad tikslumas nėra pakankamai didelis, o variklis yra linkęs paleisti.
(4) Mikropakopinis valdymas
„Microstep“ valdymas yra didelio tikslumo valdymo metodas. Jis suskirsto impulsų signalą į smulkesnius žingsnius. Dėl nedidelio žingsnio valdymo variklio judėjimas gali būti sklandesnis ir tikslesnis. Šis metodas reikalauja sudėtingų valdiklių ir pavaros grandinių, kurios yra gana sudėtingos. Tačiau tai gali užtikrinti didesnį valdymo tikslumą.
3. Veikimo būdas
Norint valdyti žingsninį variklį, reikalinga pavaros grandinė, kuri valdo variklio sukimąsi generuodama impulsinius signalus. Yra dviejų tipų pavaros grandinės: vienpusė pavara ir dvipusė pavara. Vienpusės pavaros grandinė gali priversti variklį suktis tik viena kryptimi, o dvipusė pavaros grandinė gali priversti variklį suktis pirmyn ir atgal.
Naudodami žingsninius variklius turite atkreipti dėmesį į šiuos dalykus:
(1) Išėjimo srovė atitinka variklį
(2) Išėjimo įtampa negali viršyti diapazono, kurį variklis gali atlaikyti
(3) Teisingai prijunkite variklio fazių seką, kitaip variklis praras kontrolę.
(4) Įsitikinkite, kad variklio maitinimo įtampa yra stabili, kitaip variklis praras kontrolę.
Trumpai tariant, žingsninis variklis yra plačiai naudojamas variklis, o jo valdymo principas ir veikimo būdas yra labai svarbūs. Racionalus valdymo metodų pasirinkimas ir teisingas žingsninių variklių veikimas gali padėti jiems veikti sklandžiau ir tiksliau. Pramoninio valdymo ateityje žingsniniai varikliai ir toliau vaidins svarbų vaidmenį.
