En el camp de l'enginyeria és ben sabut que les toleràncies mecàniques tenen un efecte important en la precisió i l'exactitud de qualsevol tipus de dispositiu imaginable, independentment del seu ús. Aquest fet també és cert per amotors pas a pasPer exemple, un motor pas a pas estàndard té un nivell de tolerància d'aproximadament ±5 per cent d'error per pas. Aquests errors no són acumulatius, per cert. La majoria dels motors pas a pas es mouen 1,8 graus per pas, cosa que resulta en un rang d'error potencial de 0,18 graus, tot i que estem parlant d'uns 200 passos per rotació (vegeu la Figura 1).
Motors pas a pas bifàsics - Sèrie GSSD
Pas en miniatura per a més precisió
Amb una precisió estàndard, no acumulativa, de ±5 per cent, la primera i més lògica manera d'augmentar la precisió és micropassar el motor. El micropassar és un mètode de control de motors pas a pas que aconsegueix no només una resolució més alta, sinó també un moviment més suau a baixes velocitats, cosa que pot ser un gran avantatge en algunes aplicacions.
Comencem amb el nostre angle de pas d'1,8 graus. Aquest angle de pas significa que a mesura que el motor disminueix la velocitat, cada pas es converteix en una porció més gran del conjunt. A velocitats cada cop més lentes, la mida del pas relativament gran provoca un engranatge al motor. Una manera de pal·liar aquesta disminució de la suavitat de funcionament a velocitats lentes és reduir la mida de cada pas del motor. Aquí és on els micropasos es converteixen en una alternativa important.
El micropas s'aconsegueix mitjançant la modulació d'amplada de pols (PWM) per controlar el corrent als debanaments del motor. El que passa és que el controlador del motor subministra dues ones sinusoïdals de voltatge als debanaments del motor, cadascuna de les quals està 90 graus desfasada respecte a l'altra. Així, mentre el corrent augmenta en un debanament, disminueix en l'altre debanament per produir una transferència gradual de corrent, cosa que resulta en un moviment més suau i una producció de parell més consistent que la que s'obtindria amb un control estàndard de pas complet (o fins i tot de mig pas comú) (vegeu la Figura 2).
eix úniccontrolador de motor pas a pas + controlador que funciona
A l'hora de decidir un augment de la precisió basat en el control de micropasos, els enginyers han de tenir en compte com això afecta la resta de les característiques del motor. Si bé la suavitat del lliurament de parell, el moviment a baixa velocitat i la ressonància es poden millorar mitjançant el micropasos, les limitacions típiques en el control i el disseny del motor impedeixen que assoleixin les seves característiques generals ideals. A causa del funcionament d'un motor pas a pas, els accionaments de micropasos només poden aproximar-se a una ona sinusoidal real. Això significa que hi haurà una certa ondulació de parell, ressonància i soroll al sistema, tot i que cadascun d'aquests es redueixi considerablement en una operació de micropasos.
Precisió mecànica
Un altre ajust mecànic per guanyar precisió en el motor pas a pas és utilitzar una càrrega d'inèrcia més petita. Si el motor està connectat a una gran inèrcia quan intenta aturar-se, la càrrega provocarà una lleugera sobrerotació. Com que sovint es tracta d'un petit error, es pot utilitzar el controlador del motor per corregir-lo.
Finalment, tornem al controlador. Aquest mètode pot requerir un cert esforç d'enginyeria. Per millorar la precisió, és possible que vulgueu utilitzar un controlador que estigui optimitzat específicament per al motor que heu triat. Aquest és un mètode molt precís per incorporar. Com millor sigui la capacitat del controlador per manipular el corrent del motor amb precisió, més precisió podreu obtenir del motor pas a pas que esteu utilitzant. Això es deu al fet que el controlador regula exactament quant de corrent reben els debanats del motor per iniciar el moviment pas a pas.
La precisió en els sistemes de moviment és un requisit comú segons l'aplicació. Comprendre com funciona conjuntament el sistema pas a pas per crear precisió permet a un enginyer aprofitar les tecnologies disponibles, incloses les que s'utilitzen en la creació dels components mecànics de cada motor.
Data de publicació: 19 d'octubre de 2023
