Caracteristicile de cuplare ale motoarelor pas cu pas
Atunci când bobina motoarelor pas cu pas este prin curent continuu, relația dintre cuplul electromagnetic al rotorului încărcat (cuplul electromagnetic recuperat generat prin echilibrarea cuplului de sarcină se numește cuplu static sau cuplu static) și unghiul de putere al rotorului este numit unghi- încă. Principalele caracteristici ale cuplului sunt caracteristicile statice ale motorului. Așa cum se arată mai jos:
Deoarece rotorul este un magnet permanent și densitatea magnetică a spațiului aerului rezultat este sinusoidal, curba teoretică de cuplu static este un val sinusoidal. Această caracteristică de cuplu unghiular staționar reprezintă un indicator important al capacității motorului pas cu pas de a genera un cuplu electromagnetic. Cu cât cuplul maxim este mai mare, cu atât mai bine și cu cât forma de undă a cuplului este mai apropiată de sinusoid, cu atât mai bine. De fapt, există un cuplu de torsiune sub polul magnetic, ceea ce face ca cuplul combinat să fie distorsionat. De exemplu, cuplul de încovoiere al motorului cu două faze este de 4 ori mai armonic decât perioada statică a unghiului de cuplu și se adaugă la cuplul static sinusoidal. Cuplul afișat este:
TL = TMsin [(θL / θM) n / 2]
În cazul în care TL și TM reprezintă fiecare un cuplu de sarcină și un cuplu static maxim (sau un moment de strângere), iar unghiurile de putere corespunzătoare sunt θL și θM, iar schimbarea unghiului de deplasare determină precizia poziționării motorului pas cu pas. Conform formulei de mai sus:
θL = (2θM / n) arcsin (TL / TM)
Unghiul de trecere θs al motorului pas cu pas magnet permanent PM și motorul pas cu pas hibrid HB este descris în lecția precedentă: θs = 180 ° / PNr, iar unghiul este schimbat la unghiul mecanic (radian), apoi devine următoarea formulă :
Θs = n / (2NR)
Formula de mai sus Nr este numărul de dinți rotori sau numărul de perechi de pol, deci motorul cu două faze θM = θs.
Cuplul de sarcină este sarcina cuplului electromagnetic (cum ar fi forța arcului sau forța de ridicare a obiectului greu etc.), dacă motorul se mișcă în direcția înainte și înapoi, va produce o abatere unghiulară a 2ΘL . Pentru a îmbunătăți precizia pozițională, θL este mică, prin urmare, pe baza For arcsin θL = (2θM / n) (TL / TM), ar trebui să fie selectat un motor pas cu un cuplu static maxim Tm și un unghi este, un motor de înaltă rezoluție. Conform ecuației θs = n / (2Nr), cu cât este mai mică θs, cu atât este mai mare numărul Nr.
În plus, structura rotorului motorului cu trepte de înaltă rezoluție este clasificată în trei tipuri: tipul PM, tipul VR și tipul HB, iar rezoluția de tip HB este cea mai bună.
Datorită relației dintre magneții statorului de tip PM și structura cu gheare, creșterea numărului de stâlpi de stator este limitată prin prelucrare. Suprafața rotorului tip HB nu are dinți, iar polul N și polul S sunt magnetizate alternativ pe suprafața rotorului. Prin urmare, numărul polului este logaritmul polului Nr. În mod similar, creșterea polului rotorului Nr este, de asemenea, limitată de mecanismul de magnetizare. Atunci când numărul de dinți ai rotorului tip VR este același cu cel al tipului HB, se folosește același număr deoarece magnetul permanent nu este utilizat, dar unghiul de trecere θs este de două ori tipul HB și deoarece nu există nici un permanent magnetul, cuplul maxim Tm este mai mic decât tipul HB.
Atunci când motorul pas cu două faze are un diametru exterior de aproximativ 42 mm, Nr = 100 dinți și un unghi de trecere de 0,9 °, care este cea mai mare rezoluție în utilizarea reală. Pe măsură ce Nr devine mai mare și crește rezistența, cuplul va scădea la viteze mari. Prin urmare, un motor cu Nr = 50 și un unghi de treaptă de 1,8 este utilizat pe scară largă. Pentru structura de tip HB, precizia unghiului pasului în starea completă a treptei este de 3%, unghiul de rulare al motorului pas cu pas θ = nθs, nu există o eroare cumulată în fiecare etapă de operare și viteza motorului este suficient de mare pentru a crește n (θs mic)) pentru a îmbunătăți precizia de poziționare a poziției.