Controle de aceleração e desaceleração do motor de passo

Motor de passoprincípio de funcionamento
Normalmente, o rotor de um motor é um ímã permanente. Quando a corrente flui através do enrolamento do estator, este produz um campo magnético vetorial. Este campo magnético faz o rotor girar em um ângulo de forma que a direção do par de campos magnéticos do rotor coincida com a do campo do estator. Quando o campo magnético vetorial do estator gira em um ângulo.

Motor de passoé um tipo de motor de indução, seu princípio de funcionamento é o uso de circuito eletrônico, a corrente contínua em uma fonte de alimentação de tempo compartilhado, corrente de controle de tempo multifásico, com esta corrente para fonte de alimentação do motor de passo, o motor de passo pode funcionar corretamente, o driver é para fonte de alimentação de tempo compartilhado do motor de passo, controlador de tempo multifásico.

A cada pulso elétrico inserido, o motor gira um ângulo para a frente, um passo. Seu deslocamento angular de saída é proporcional ao número de pulsos inseridos, e a velocidade é proporcional à frequência dos pulsos. Altere a ordem de energização dos enrolamentos e o motor inverterá a rotação. Assim, você pode controlar o número de pulsos, a frequência e a ordem de energização de cada fase do enrolamento do motor para controlar a rotação do motor de passo.

A precisão do motor de passo geral é de 3-5% do ângulo de passo e não acumula.

O torque de um motor de passo diminui à medida que a velocidade aumenta. À medida que o motor de passo gira, a indutância de cada fase do enrolamento do motor forma um potencial elétrico reverso; quanto maior a frequência, maior o potencial elétrico reverso. Sob sua ação, a frequência (ou velocidade) do motor aumenta e a corrente de fase diminui, o que leva a uma diminuição do torque.

O motor de passo pode operar normalmente em baixa velocidade, mas se for superior a uma determinada velocidade, não dará partida e será acompanhado por um som de assobio.

O motor de passo tem um parâmetro técnico: frequência de partida sem carga, ou seja, o motor de passo no caso de frequência de pulso sem carga pode ser iniciado normalmente, se a frequência de pulso for maior que o valor, o motor não pode iniciar normalmente, pode ocorrer descompasso ou bloqueio.

No caso de uma carga, a frequência de partida deve ser menor. Para que o motor atinja alta velocidade de rotação, a frequência de pulso deve passar por um processo de aceleração, ou seja, a frequência de partida é menor e, em seguida, aumenta para a alta frequência desejada (velocidade do motor de baixa para alta) a uma determinada aceleração.

Por que fazermotores de passoprecisa ser controlado com redução de velocidade
A velocidade de um motor de passo depende da frequência de pulso, do número de dentes do rotor e do número de batimentos. Sua velocidade angular é proporcional à frequência de pulso e é sincronizada com o pulso. Assim, se o número de dentes do rotor e o número de batimentos forem determinados, a velocidade desejada pode ser obtida controlando a frequência de pulso. Como o motor de passo é acionado com o auxílio de seu torque síncrono, a frequência de partida não é alta para não haver perda de passo. Especialmente à medida que a potência aumenta, o diâmetro do rotor aumenta, a inércia aumenta e a frequência de partida e a frequência máxima de operação podem diferir em até dez vezes.

As características da frequência de partida do motor de passo permitem que o motor de passo não atinja diretamente a frequência de operação, mas tenha um processo de partida, ou seja, aumente gradualmente a partir de uma velocidade baixa até a velocidade de operação. A parada não pode cair imediatamente para zero quando a frequência de operação é atingida, mas sim um processo de redução gradual da velocidade em alta velocidade até zero.

Portanto, a operação do motor de passo geralmente precisa passar pelos três estágios de aceleração, velocidade uniforme e desaceleração, sendo o processo de aceleração e desaceleração o mais curto possível e o tempo de velocidade constante o mais longo possível. Especialmente em trabalhos que exigem resposta rápida, o tempo necessário para ir do ponto inicial ao final é o mais curto possível, o que deve exigir o processo mais curto de aceleração e desaceleração e a maior velocidade em velocidade constante.

O algoritmo de aceleração e desaceleração é uma das principais tecnologias em controle de movimento e um dos principais fatores para alcançar alta velocidade e alta eficiência. No controle industrial, por um lado, o processo de processamento precisa ser suave e estável, com pequeno impacto na flexibilidade; por outro lado, requer tempo de resposta rápido e reação rápida. Na premissa de garantir a precisão do controle para melhorar a eficiência do processamento, para alcançar movimento mecânico suave e estável, é o processamento industrial atual que tem sido para resolver o problema chave. Os algoritmos de aceleração e desaceleração comumente usados ​​em sistemas de controle de movimento atuais incluem principalmente: aceleração e desaceleração de curva trapezoidal, aceleração e desaceleração de curva exponencial, aceleração e desaceleração de curva em forma de S, aceleração e desaceleração de curva parabólica, etc.

Aceleração e desaceleração da curva trapezoidal
Definição: Aceleração/desaceleração de forma linear (aceleração/desaceleração da velocidade inicial até a velocidade alvo) com uma determinada relação

Fórmula de cálculo: v(t)=Vo+at

Vantagens e desvantagens: A curva trapezoidal é caracterizada por um algoritmo simples, menor consumo de tempo, resposta rápida, alta eficiência e fácil implementação. No entanto, os estágios de aceleração e desaceleração uniformes não obedecem à lei de variação de velocidade do motor de passo, e o ponto de transição entre velocidade variável e velocidade uniforme não pode ser suave. Portanto, este algoritmo é utilizado principalmente em aplicações onde os requisitos para o processo de aceleração e desaceleração não são elevados.

Aceleração e desaceleração da curva exponencial
Definição: Significa aceleração e desaceleração por função exponencial.

Índice de avaliação do controle de aceleração e desaceleração:
1、A trajetória da máquina e o erro de posição devem ser os menores possíveis

2、O processo de movimento da máquina é suave, o jitter é pequeno e a resposta é rápida

3, o algoritmo de aceleração e desaceleração deve ser o mais simples possível, fácil de implementar e atender aos requisitos de controle em tempo real

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