يُعرف المحرك السائر أيضًا باسم المحرك النبضي أو المحرك المتدرج. إنها تقدم زاوية معينة في كل مرة يتم فيها تغيير حالة الإثارة وفقًا لإشارة نبض الإدخال ، وتبقى في وضع ثابت عندما تظل حالة الإثارة دون تغيير. وبالتالي ، يمكن للمحرك المتدرج تحويل إشارة نبضة الدخل إلى الإزاحة الزاوية المقابلة للإخراج. من خلال التحكم في عدد نبضات الإدخال ، يمكن تحديد الإزاحة الزاوية للمخرجات بدقة لتحقيق وظيفة تحديد المواقع ؛ ومن خلال التحكم في تردد نبضات الإدخال ، يمكن التحكم في السرعة الزاوية للمخرجات بدقة لتحقيق الغرض من تنظيم السرعة. لذلك ، يمكن اعتبار محركات السائر عند الحاجة إلى تحديد المواقع بدقة أو التحكم في السرعة.
1.1 تصنيف محركات السائر
هناك ثلاثة أنواع من محركات السائر: رد الفعل (نوع VR) ، والمغناطيس الدائم (نوع PM) ، والهجين (نوع HB).
عادة ما تكون خطوة المغناطيس الدائم على مرحلتين ، وعزم الدوران والحجم صغيران ، وزاوية الخطوة بشكل عام 7.5 درجة أو 15 درجة ، والتي تستخدم في الغالب في المنتجات الاستهلاكية منخفضة التكلفة.
يكون الخطوة التفاعلية بشكل عام ثلاثية الطور ، والتي يمكن أن تحقق ناتج عزم دوران كبير. تبلغ زاوية التحرك بشكل عام 1.5 درجة ، لكن الضوضاء والاهتزازات كبيرة جدًا. تم القضاء عليه في البلدان المتقدمة مثل أوروبا والولايات المتحدة في الثمانينيات.
يشير الخطو الهجين إلى خلط مزايا المغناطيس الدائم والتفاعل. وهي مقسمة إلى مرحلتين وثلاث مراحل وخمس مراحل. زاوية الخطوة ذات المرحلتين هي بشكل عام 1.8 درجة ، وزاوية الخطوة ثلاثية الأطوار هي 0 .9 درجة. زاوية الخطوة ذات الخمس مراحل بشكل عام هي 0. 72 درجة. يجمع المحرك المتدرج الهجين بين مزايا النوعين الأولين من المحركات المتدرجة. في الوقت الحاضر ، المحركات المتدرجة المستخدمة في صناعة تصنيع المعدات المحلية هي في الأساس محركات متدرجة هجينة.
لذلك ، يشار إلى جميع محركات السائر الموضحة أدناه باسم "محركات السائر الهجينة".
1.2 هيكل محرك متدرج
يتكون المحرك المتدرج من دوار (قلب دوار ، مغناطيس دائم ، عمود دوار ، محمل كروي) ، الجزء الثابت (ملفوف ، قلب الجزء الثابت) ، أغطية أمامية وخلفية ، إلخ. محرك الخطوة الهجين الأكثر شيوعًا ثنائي الطور يحتوي على 8 أسنان كبيرة ، 40 سنًا صغيرًا في الجزء الثابت ، و 50 سنًا صغيرًا في الجزء المتحرك ؛ يحتوي الجزء الثابت للمحرك ثلاثي الأطوار على 9 أسنان كبيرة ، و 45 سنًا صغيرًا ، والدوار به 50 سنًا صغيرًا. سن.
الشكل 1 الشكل 1 رسم تخطيطي لتكوين محرك السائر
1.3 مبدأ التحكم في محرك متدرج
لا يمكن للمحرك السائر الاتصال مباشرة بمصدر الطاقة للعمل ، ولا يمكنه استقبال إشارات النبضات الكهربائية مباشرة. يجب أن يتفاعل مع مصدر الطاقة ووحدة التحكم من خلال واجهة خاصة - محرك السائر. يتكون محرك السائر (انظر الشكل 2) بشكل عام من موزع حلقي ودائرة مضخم طاقة. يستقبل الموزع الحلقي إشارات تحكم من جهاز التحكم. في كل مرة يتم فيها استقبال إشارة نبضية ، سيتم تحويل خرج الموزع الدائري مرة واحدة ، وبالتالي فإن وجود أو عدم وجود إشارة النبض والتردد يمكن أن يحدد سرعة المحرك المتدرج أو التسارع أو التباطؤ أو البدء أو التوقف. يجب أن يراقب الموزع الحلقي أيضًا إشارة الاتجاه لوحدة التحكم لتحديد ما إذا كان انتقال حالة الخرج هو تسلسل إيجابي أم تسلسل عكسي ، وبالتالي تحديد اتجاه محرك السائر.
الشكل 2 الشكل 2. تخطيطي للتحكم في السائر
2 المعلمات الرئيسية لمحرك السائر
2.1 يشتمل رقم الإطار بشكل أساسي على 20 و 28 و 35 و 42 و 57 و 60 و 86 وما إلى ذلك.
2.2 عدد المراحل عدد الملفات داخل محرك السائر. يشتمل عدد مراحل محرك السائر عمومًا على مرحلتين وثلاث مراحل وخمس مراحل. المحرك المتدرج المستخدم في الصين يتكون بشكل أساسي من مرحلتين ، ويستخدم أيضًا ثلاثي الأطوار في بعض التطبيقات. في اليابان ، يتم استخدام المحركات المتدرجة ذات الخمس مراحل بشكل أكبر.
2.3 زاوية الخطوة المقابلة لإدخال إشارة النبضة ، الإزاحة الزاوية لدوار المحرك. صيغة حساب زاوية الخطوة للمحرك السائر هي كما يلي:
في الصيغة: - زاوية خطوة المحرك المتدرج ؛ م - عدد مراحل المحرك المتدرج ؛ - عدد أسنان دوار المحرك المتدرج.
وفقًا لصيغة الحساب أعلاه ، فإن زوايا الخطوة لمحركات التدرج ثنائية الطور وثلاثية الطور وخماسية الأطوار هي 1.8 0 و 1.20 و 0.72 درجة على التوالي.
2.4 يشير عزم الدوران الثابت (عزم الدوران الساكن) إلى عزم الدوران الذي يقوم عنده الجزء الثابت بإغلاق الدوار عندما يتم تزويد لف الجزء الثابت للمحرك بالتيار المقنن ، لكن الدوار لا يدور. يعتبر عقد عزم الدوران أهم معلمة لمحرك السائر ، وهو الأساس الرئيسي لاختيار المحرك.
2.5 عزم الدوران المحفز يشير إلى عزم الدوران المطلوب لتدوير الدوار بقوة خارجية عندما لا يكون للمحرك تيار. هذا العزم هو أحد مؤشرات أداء المحرك. مع كون المعلمات الأخرى هي نفسها ، كلما كان عزم الدوران أصغر ، كلما كان "تأثير التروس" أصغر ، وهو أكثر فائدة لاستقرار المحرك عند السرعة المنخفضة.
2.6 خاصية تردد عزم الدوران تشير بشكل أساسي إلى خاصية تردد سحب عزم الدوران ، وهو الحد الأقصى لعزم الدوران الذي يمكن للمحرك أن يتحمله دون أن يفقد الخطوة عندما يعمل المحرك بثبات عند سرعة معينة. يستخدم منحنى تردد عزم الدوران لوصف العلاقة بين أقصى عزم دوران والسرعة (التردد) دون فقدان الخطوة. يعد منحنى تردد عزم الدوران معلمة مهمة للمحرك السائر ، وهو أحد الأسس الرئيسية لاختيار المحرك. منحنى خاصية التردد اللحظي (انظر الشكل 3).
الشكل 3 منحنى تردد عزم الدوران للمحرك السائر
2.7 التيار المقدر قيمة جذر متوسط التربيع لتيار لف المحرك المطلوب للحفاظ على عزم الدوران المقدر.
الشكل 4 جدول معلمات المحرك السائر (مقتطف من الكتالوج العام لمنتجات Leisai الذكية المتدرجة 2021-2022)
3 خطوات لاختيار محرك متدرج
تصل سرعة محرك السائر المستخدم في التطبيقات الصناعية إلى 600 ~ 1500 ، وكلما زادت السرعة ، يمكن اعتبار محرك السائر ذو الحلقة المغلقة ، أو يكون مخطط محرك السيرفو أكثر ملاءمة. خطوات اختيار محرك السائر (انظر الشكل 5).
الشكل 5 خطوات اختيار المحرك المتدرج
3.1 اختيار زاوية الخطوة
كما هو مذكور في 1.1 ، وفقًا لعدد مراحل المحرك ، هناك ثلاث زوايا خطوة: 1.8 0 (مرحلتين) ، 1.20 (ثلاثي الأطوار) ، و 0.72 درجة (خمس مراحل). بالطبع ، دقة زاوية الخطوة ذات الخمس مراحل هي الأعلى ، لكن محركها وسائقها باهظ الثمن ، لذلك نادرًا ما يستخدم في الصين. بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم محركات السائر الحالية تقنية محرك التقسيم الفرعي. أقل من 8 أقسام فرعية ، لا يزال من الممكن ضمان دقة زاوية خطوة التقسيم الفرعي ، لذلك إذا كنت تفكر في مؤشر دقة زاوية الخطوة وحده ، فإن الخطوة ذات الخمس مراحل يمكن استبدال المحرك بمحرك متدرج ثنائي الطور أو ثلاثي الطور.
على سبيل المثال ، في تطبيق تحميل لولبي من الرصاص بسلك يبلغ 5 مم ، إذا تم استخدام محرك متدرج ثنائي الطور وتم ضبط المحرك على 8 أقسام فرعية ، فإن عدد النبضات في كل دورة للمحرك هو 200 × 8=1600 ، ومكافئ النبضة هو 5 1 600=0 .00313 ملم =3 .13 ، يمكن أن تلبي هذه الدقة معظم متطلبات التطبيق.
3.2 اختيار عزم الدوران الساكن (عقد عزم الدوران)
تشتمل آليات نقل الأحمال الشائعة الاستخدام على أحزمة متزامنة وقضبان لولبية وأرفف وترس ، وما إلى ذلك. أولاً ، قم بحساب حمل الماكينة (بشكل أساسي عزم دوران التسارع بالإضافة إلى عزم الاحتكاك) وقم بتحويله إلى عزم الحمل المطلوب على عمود المحرك. بعد ذلك ، وفقًا لسرعة التشغيل القصوى التي يتطلبها المحرك ، يتم اختيار محرك متدرج بعزم دوران مناسب لحالتين مختلفتين من حالات الاستخدام التالية:
(1) لتطبيق سرعة المحرك المطلوبة أقل من 3 0 0: إذا تم تحويل حمل الماكينة إلى عزم الحمل المطلوب على عمود المحرك ، فسيتم مضاعفة عزم الحمل بواسطة عامل الأمان SF (بشكل عام 1.5 ~ 2.0) ، أي عزم الدوران المطلوب للمحرك السائر.
(2) للتطبيقات التي تكون فيها سرعة المحرك المطلوبة أكثر من 300: اضبط السرعة القصوى ، إذا تم تحويل حمل الماكينة إلى عزم الحمل المطلوب على عمود المحرك ، فسيتم مضاعفة عزم الحمل بواسطة عامل الأمان SF (بشكل عام 2.5 ~ 3.5) للحصول على عزم الدوران. بالإشارة إلى الشكل 6 ، يتم اختيار نموذج مناسب مبدئيًا. ثم تحقق من منحنى تردد عزم الدوران وقارنه: على منحنى تردد عزم الدوران ، استخدم السرعة القصوى المطلوبة لتجد أن أقصى عزم دوران خارج الخطوة يتوافق مع السرعة القصوى هو 20 بالمائة أو أكثر. بخلاف ذلك ، من الضروري إعادة اختيار محرك بعزم دوران أكبر ، وإعادة الفحص والمقارنة وفقًا لمنحنى تردد عزم الدوران للمحرك المحدد حديثًا.
3.3 تحديد حجم إطار المحرك
كلما زاد حجم إطار المحرك ، زاد عزم دورانه. أحجام الإطارات المشتركة ونطاقات عزم الدوران لمحركات السائر (انظر الشكل 6).
الشكل 6 أحجام الإطارات الشائعة لمحركات السائر وعزم دورانها
وفقًا لعزم الدوران المحسوب في الخطوة (2) ، حدد حجم الإطار المناسب والمواصفات المحددة للمحرك المقابل من الشكل 4.
3.4 حدد محرك السائر المطابق وفقًا للتيار المقدر
على سبيل المثال ، إذا كان التيار المقدر لمحرك 57 سم 23 هو 5 أمبير ، فإن الحد الأقصى للتيار المسموح به للسائق الذي تختاره يجب أن يكون أكثر من 5 أمبير (يرجى ملاحظة أنه قيمة RMS بدلاً من قيمة الذروة) ، وإلا إذا اخترت سائق بحد أقصى 3 أمبير فقط ، ثم يمكن أن يكون الحد الأقصى لعزم الدوران الناتج للمحرك حوالي 60 بالمائة فقط!
