È ben noto nel campo dell'ingegneria che le tolleranze meccaniche hanno un effetto importante sulla precisione e l'accuratezza di ogni tipo di dispositivo immaginabile, indipendentemente dal suo utilizzo. Questo fatto è vero anche permotori passo-passoAd esempio, un motore passo-passo standard ha una tolleranza di circa ±5% di errore per passo. Si tratta, tra l'altro, di errori non cumulativi. La maggior parte dei motori passo-passo si muove di 1,8 gradi per passo, il che si traduce in un potenziale intervallo di errore di 0,18 gradi, anche se si parla di 200 passi per rotazione (vedere Figura 1).
Motori passo-passo a 2 fasi - Serie GSSD
Miniatura per la precisione
Con una precisione standard, non cumulativa, del ±5%, il primo e più logico modo per aumentare la precisione è il micro stepping del motore. Il micro stepping è un metodo di controllo dei motori passo-passo che consente non solo di ottenere una risoluzione più elevata, ma anche un movimento più fluido a basse velocità, il che può rappresentare un grande vantaggio in alcune applicazioni.
Iniziamo con il nostro angolo di passo di 1,8 gradi. Questo angolo di passo significa che, man mano che il motore rallenta, ogni passo diventa una porzione più grande dell'intero. A velocità sempre più basse, la dimensione relativamente grande del passo causa un cogging nel motore. Un modo per alleviare questa ridotta fluidità di funzionamento a basse velocità è ridurre la dimensione di ogni passo del motore. È qui che il microstepping diventa un'alternativa importante.
Il microstepping si ottiene utilizzando la modulazione di larghezza di impulso (PWM) per controllare la corrente agli avvolgimenti del motore. Ciò che accade è che il driver del motore fornisce due onde sinusoidali di tensione agli avvolgimenti del motore, ciascuna delle quali è sfasata di 90 gradi rispetto all'altra. Pertanto, mentre la corrente aumenta in un avvolgimento, diminuisce nell'altro avvolgimento per produrre un trasferimento graduale di corrente, che si traduce in un movimento più fluido e una produzione di coppia più costante rispetto a quella ottenibile con un controllo standard a passo intero (o persino a mezzo passo comune) (vedere Figura 2).
monoasseil controller del motore passo-passo + il driver funzionano
Quando si decide di aumentare la precisione tramite il controllo micro-stepping, gli ingegneri devono considerare come ciò influisca sulle restanti caratteristiche del motore. Sebbene la fluidità dell'erogazione della coppia, il movimento a bassa velocità e la risonanza possano essere migliorati utilizzando il micro-stepping, le tipiche limitazioni nel controllo e nella progettazione del motore impediscono loro di raggiungere le caratteristiche complessive ideali. A causa del funzionamento di un motore passo-passo, gli azionamenti micro-stepping possono solo approssimare un'onda sinusoidale reale. Ciò significa che una certa ondulazione di coppia, risonanza e rumore rimarranno nel sistema, sebbene ciascuno di questi fattori venga notevolmente ridotto in un'operazione di micro-stepping.
Precisione meccanica
Un'altra regolazione meccanica per aumentare la precisione del motore passo-passo è quella di utilizzare un carico di inerzia inferiore. Se il motore è soggetto a un'inerzia elevata quando cerca di fermarsi, il carico causerà una leggera sovrarotazione. Poiché questo è spesso un errore di piccola entità, è possibile utilizzare il controller del motore per correggerlo.
Infine, torniamo al controller. Questo metodo potrebbe richiedere un certo impegno ingegneristico. Per migliorare la precisione, potresti voler utilizzare un controller specificamente ottimizzato per il motore che hai scelto di utilizzare. Questo è un metodo molto preciso da integrare. Migliore è la capacità del controller di manipolare con precisione la corrente del motore, maggiore sarà la precisione che otterrai dal motore passo-passo che stai utilizzando. Questo perché il controller regola esattamente la quantità di corrente che gli avvolgimenti del motore ricevono per avviare il movimento passo-passo.
La precisione nei sistemi di movimento è un requisito comune a seconda dell'applicazione. Comprendere come il sistema passo-passo interagisce per creare precisione consente a un ingegnere di sfruttare le tecnologie disponibili, comprese quelle utilizzate nella creazione dei componenti meccanici di ciascun motore.
Data di pubblicazione: 19-10-2023
