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. Esse campo magnético faz o rotor girar em um ângulo tal 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 cujo princípio de funcionamento se baseia na utilização de um circuito eletrônico que converte a corrente contínua em uma fonte de alimentação comutável, controlando o tempo de operação de múltiplas fases. Essa corrente alimenta o motor de passo, permitindo seu funcionamento adequado. O driver, por sua vez, é responsável pela alimentação comutável e pelo controle de tempo de operação de múltiplas fases do motor de passo.

A cada pulso elétrico de entrada, o motor gira um passo para a frente em um determinado ângulo. Seu deslocamento angular de saída é proporcional ao número de pulsos de entrada, e a velocidade é proporcional à frequência dos pulsos. Alterando a ordem de energização dos enrolamentos, o motor inverte o sentido de rotação. Portanto, é possível 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 de um motor de passo comum é de 3 a 5% do ângulo de passo, e não é cumulativa.

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

O motor de passo pode funcionar normalmente em baixa velocidade, mas se a velocidade for superior a um determinado limite, ele não inicia e emite um som de assobio.

O motor de passo possui um parâmetro técnico: a frequência de partida sem carga, ou seja, o motor de passo, em caso de pulso sem carga, pode iniciar normalmente. Se a frequência do pulso for superior a esse valor, o motor não conseguirá iniciar normalmente, podendo ocorrer perda de passos ou bloqueio.

No caso de uma carga, a frequência inicial deve ser menor. Se o motor precisar atingir alta velocidade de rotação, a frequência do pulso deve apresentar um processo de aceleração, ou seja, a frequência inicial é menor e, em seguida, aumenta até a alta frequência desejada (velocidade do motor de baixa para alta) mediante uma certa aceleração.

Por que fazer isso?motores de passoprecisam ser controlados com redução de velocidade
A velocidade de um motor de passo depende da frequência do pulso, do número de dentes do rotor e do número de batidas. Sua velocidade angular é proporcional à frequência do pulso e sincronizada com o mesmo. Assim, se o número de dentes do rotor e o número de batidas forem determinados, a velocidade desejada pode ser obtida controlando-se a frequência do pulso. Como o motor de passo é acionado pelo torque síncrono, a frequência de partida não é alta para evitar a perda de passos. Principalmente com o aumento da potência, o diâmetro do rotor aumenta, a inércia também aumenta e a frequência de partida e a frequência máxima de operação podem diferir em até dez vezes.

As características de frequência de partida do motor de passo fazem com que a partida não atinja diretamente a frequência de operação, mas sim passe por um processo de inicialização, ou seja, uma aceleração gradual a partir de uma velocidade baixa até atingir a velocidade de operação. Na parada, a frequência de operação não cai imediatamente para zero, mas passa por um processo de redução gradual da velocidade até zero.

Portanto, o funcionamento do motor de passo geralmente passa por três estágios: aceleração, velocidade constante e desaceleração. Os processos de aceleração e desaceleração devem ser os mais curtos possíveis, e o tempo de velocidade constante, o mais longo possível. Especialmente em trabalhos que exigem resposta rápida, onde o tempo necessário para percorrer a distância do ponto inicial ao final é o mais curto possível, é imprescindível que os processos de aceleração e desaceleração sejam os mais curtos possíveis, e que a velocidade constante seja a mais alta possível.

O algoritmo de aceleração e desaceleração é uma das tecnologias-chave no 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 imediata. Garantir a precisão do controle para melhorar a eficiência do processamento e alcançar um movimento mecânico suave e estável é o principal problema a ser resolvido no processamento industrial atual. Os algoritmos de aceleração e desaceleração comumente usados ​​em sistemas de controle de movimento atuais incluem principalmente: aceleração e desaceleração por curva trapezoidal, aceleração e desaceleração por curva exponencial, aceleração e desaceleração por curva em S, aceleração e desaceleração por curva parabólica, etc.

aceleração e desaceleração em curva trapezoidal
Definição: Aceleração/desaceleração de forma linear (aceleração/desaceleração da velocidade inicial até a velocidade desejada) com uma determinada proporção.

Fórmula de cálculo: v(t) = Vo + at

Vantagens e desvantagens: A curva trapezoidal caracteriza-se por um algoritmo simples, menor tempo de execução, resposta rápida, alta eficiência e fácil implementação. No entanto, os estágios de aceleração e desaceleração uniformes não seguem a lei de variação da velocidade do motor de passo, e a transição entre a velocidade variável e a velocidade uniforme não é 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 posicionamento devem ser os menores possíveis.

2. O processo de movimento da máquina é suave, a oscilação é pequena e a resposta é rápida.

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

Se desejar comunicar-se e cooperar conosco, não hesite em nos contatar.
Interagimos de perto com nossos clientes, ouvimos suas necessidades e atendemos às suas solicitações. Acreditamos que uma parceria vantajosa para ambos os lados se baseia na qualidade do produto e no atendimento ao cliente.

A Changzhou Vic-tech Motor Technology Co., Ltd. é uma organização profissional de pesquisa e produção focada em pesquisa e desenvolvimento de motores, soluções completas para aplicações de motores e processamento e produção de produtos relacionados. A empresa é especializada na fabricação de micromotores e acessórios desde 2011. Nossos principais produtos incluem: motores de passo em miniatura, motoredutores, motores com engrenagens, propulsores subaquáticos e controladores e drivers para motores.

Nossa equipe possui mais de 20 anos de experiência em projeto, desenvolvimento e fabricação de micromotores, e pode desenvolver produtos e auxiliar clientes no projeto de acordo com suas necessidades específicas! Atualmente, vendemos principalmente para clientes em centenas de países na Ásia, América do Norte e Europa, como EUA, Reino Unido, Coreia do Sul, Alemanha, Canadá, Espanha, entre outros. Nossa filosofia de negócios, pautada na integridade, confiabilidade e foco na qualidade, e nossos valores que priorizam o cliente, defendem a inovação orientada para o desempenho, a colaboração e a eficiência, com o objetivo final de "construir e compartilhar", gerando o máximo valor para nossos clientes.