Քայլային շարժիչների ճշգրտությունը բարձրացնելու մեթոդներ

Ճարտարագիտության ոլորտում լավ հայտնի է, որ մեխանիկական հանդուրժողականությունները մեծ ազդեցություն ունեն ճշգրտության և ճշտության վրա՝ ցանկացած տեսակի սարքի համար, որը կարելի է պատկերացնել՝ անկախ դրա օգտագործումից։ Այս փաստը վերաբերում է նաևքայլային շարժիչներՕրինակ, ստանդարտ հավաքված քայլային շարժիչն ունի մոտ ±5 տոկոս սխալի հանդուրժողականության մակարդակ մեկ քայլի համար։ Ի դեպ, սրանք ոչ կուտակային սխալներ են։ Քայլային շարժիչների մեծ մասը շարժվում է 1.8 աստիճանով մեկ քայլի համար, ինչը հանգեցնում է 0.18 աստիճանի հնարավոր սխալի միջակայքի, չնայած խոսքը պտույտի համար 200 քայլի մասին է (տե՛ս նկար 1):

2-ֆազային քայլային շարժիչներ - GSSD շարք

Մանրանկարչական աստիճաններ ճշգրտության համար

±5 տոկոս ստանդարտ, ոչ կուտակային ճշգրտությամբ, ճշգրտությունը բարձրացնելու առաջին և ամենատրամաբանական միջոցը շարժիչի միկրոաստիճանավորումն է: Միկրոաստիճանավորումը քայլային շարժիչների կառավարման մեթոդ է, որը ցածր արագություններով ապահովում է ոչ միայն ավելի բարձր լուծաչափ, այլև ավելի հարթ շարժում, ինչը կարող է մեծ առավելություն լինել որոշ կիրառություններում:

Եկեք սկսենք մեր 1.8 աստիճանի քայլի անկյան հետ։ Այս քայլի անկյունը նշանակում է, որ շարժիչի դանդաղեցմանը զուգընթաց յուրաքանչյուր քայլ դառնում է ամբողջի ավելի մեծ մասը։ Ավելի ու ավելի դանդաղ արագությունների դեպքում քայլի համեմատաբար մեծ չափը առաջացնում է շարժիչի խցանումներ։ Դանդաղ արագությունների դեպքում այս նվազեցված սահունությունը մեղմելու միջոցներից մեկը շարժիչի յուրաքանչյուր քայլի չափը նվազեցնելն է։ Ահա թե որտեղ է միկրոքայլերը դառնում կարևոր այլընտրանք։

Միկրոաստիճանավորումը իրականացվում է շարժիչի փաթույթներին հոսանքը կառավարելու համար իմպուլսային լայնության մոդուլյացիայի (PWM) միջոցով: Պատահում է, որ շարժիչի դրայվերը շարժիչի փաթույթներին մատակարարում է երկու լարման սինուսոիդալ ալիք, որոնցից յուրաքանչյուրը 90 աստիճանով տարբերվում է մյուսից: Այսպիսով, մինչ հոսանքը մեկ փաթույթում մեծանում է, այն նվազում է մյուս փաթույթում՝ հոսանքի աստիճանական փոխանցում առաջացնելու համար, ինչը հանգեցնում է ավելի հարթ շարժման և ավելի հաստատուն պտտող մոմենտի արտադրության, քան ստանդարտ լրիվ քայլով (կամ նույնիսկ սովորական կիսաքայլով) կառավարման դեպքում (տե՛ս նկար 2):

միաառանցքքայլային շարժիչի կառավարիչ + վարորդ

Միկրո-քայլային կառավարման հիման վրա ճշգրտության բարձրացման վերաբերյալ որոշում կայացնելիս ինժեներները պետք է հաշվի առնեն, թե ինչպես է դա ազդում շարժիչի մնացած բնութագրերի վրա: Մինչդեռ պտտող մոմենտի մատակարարման սահունությունը, ցածր արագությամբ շարժումը և ռեզոնանսը կարող են բարելավվել միկրո-քայլային կառավարման միջոցով, կառավարման և շարժիչի նախագծման բնորոշ սահմանափակումները թույլ չեն տալիս նրանց հասնել իրենց իդեալական ընդհանուր բնութագրերին: Քայլող շարժիչի աշխատանքի պատճառով միկրո-քայլային շարժիչները կարող են մոտավորապես ստանալ միայն իրական սինուսոիդալ ալիք: Սա նշանակում է, որ համակարգում կմնան որոշակի պտտող մոմենտի ալիքներ, ռեզոնանս և աղմուկ, նույնիսկ եթե դրանցից յուրաքանչյուրը զգալիորեն նվազի միկրո-քայլային գործողության ընթացքում:

Մեխանիկական ճշգրտություն

Քայլային շարժիչի ճշգրտությունն ապահովելու մեկ այլ մեխանիկական կարգավորում է փոքր իներցիոն բեռի օգտագործումը: Եթե շարժիչը կանգ առնելու փորձի ժամանակ միացված է մեծ իներցիային, բեռը կառաջացնի որոշակի գերպտույտ: Քանի որ սա հաճախ փոքր սխալ է, շարժիչի կարգավորիչը կարող է օգտագործվել այն շտկելու համար:

Վերջապես, վերադառնում ենք կարգավորիչին։ Այս մեթոդը կարող է որոշակի ինժեներական ջանքեր պահանջել։ Ճշգրտությունը բարելավելու համար կարող եք օգտագործել կարգավորիչ, որը հատուկ օպտիմալացված է ձեր ընտրած շարժիչի համար։ Սա շատ ճշգրիտ մեթոդ է ներառելու համար։ Որքան լավ է կարգավորիչը կարողանում ճշգրիտ կառավարել շարժիչի հոսանքը, այնքան ավելի մեծ ճշգրտություն կարող եք ստանալ ձեր օգտագործած քայլային շարժիչից։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ կարգավորիչը ճշգրտորեն կարգավորում է, թե որքան հոսանք են ստանում շարժիչի փաթույթները՝ քայլային շարժումը սկսելու համար։

Շարժման մեջ ճշգրտությունը համակարգերի ընդհանուր պահանջ է՝ կախված կիրառությունից: Քայլային համակարգի համատեղ աշխատանքի սկզբունքի ըմբռնումը ճշգրտություն ստեղծելու համար թույլ է տալիս ինժեներին օգտվել առկա տեխնոլոգիաներից, այդ թվում՝ յուրաքանչյուր շարժիչի մեխանիկական բաղադրիչների ստեղծման մեջ օգտագործվողներից: