New-Tech Magazine | Jan 2017 | Digital Edition

אלגוריתמיםחכמים יותר משפריםאתהביצועים של מנועי צעד

Mouser Electronics מרק פטריק,

מ

ניתן להגדיל את כושר ההפרדה באמצעות ). בהפעלה microstepping מיקרו-צעידה ( רגילה, הזרם מסליל אחד אינו מנותק לחלוטין לפני הפעלת הסליל הבא. במקום זאת, הזרם מופחת בסליל אחד ומוגבר בסליל הבא. אם שיתוף הזרם מבוקר על פני שני הסלילים, הדבר מבטיח צעדים וירטואליים קטנים יותר לעומת מצב שבו מנסים להניע את המנוע באמצעות מעברי זרם בדידים. עקרונית, שני אותות סינוסואידליים שכל מהאחר, 90°- אחד מהם מוסט פאזה ב יכולים ליצור תנועה רציפה חלקה. בפועל, צורות הגל אינן סינוסואידליות לחלוטין - הזרם עבור הסליל בכל אחת מהעמדות הנו ברמה בדידה. בדרך זו, המיקרו-צעידה יוצרת תנועה חלקה יותר ויכולה לסייע להפחית רעשים ורעידות במנוע לעומת הסטה בין צעדים מלאים. עם זאת, שליטה מדויקת בזרם המנוע חשובה כדי לקיים בקרה מדויקת, במיוחד במצבי נפילת זרם במהירויות נמוכות - כיוון שהמנוע יכול להחמיץ מיקרו-צעדים באופן אקראי. בדרך כלל, רמות הזרם הספציפיות נוצרות בשיטות לקיטום של אפנון רוחב מתקף של שני זוגות טרנזיסטורי H ). גשר- PWM (

המנוע, הרוטור מנסה להגיע לעמדה היציבה ביותר האפשרית. השדה האלקטרומגנטי שמחולל הסליל ימשוך קוטב אחד של המגנט המובנה ברוטור וידחה את הקוטב האחר. כאשר הקוטב הנגדי הקרוב ביותר בדיסק מתיישר עם השדה האלקטרומגנטי שמחולל הסליל, הרוטור יעצור ויישאר קבוע בעמדה זו כל עוד שדה הסליל נשאר ללא שינוי. אם מנתקים את הזרם לסליל זה ומעבירים אותו לסליל אחר בעמדה אחרת, המגנטים יימשכו לעמדה היציבה הבאה שבה הרוטור יכול להגיע לעצירה פעם נוספת. בדרך כלל, מנוע מיאון מגנטי משתנה משתמש בכמה סלילים בסטטור, כשהם מסודרים בזוגות נגדיים. מנוע תלת-פאזי כולל שלושה זוגות כאלה. הספקת זרם לכל זוג סלילים בתורו מעבירה את הרוטור המתכתי מצעד לצעד. עקב מגבלות מכניות, הרוטור יכול להסתובב לפי דרישה בלבד ועד למהירות מרבית מסוימת. בדרך כלל, מומנט המנוע מוגדל במהירויות נמוכות. עקב כך, פעמים רבות נעשה שימוש במנועים כאלה במהירויות נמוכות, דבר המבטיח בקרה ומומנט מרביים.

נוע צעד הוא בחירה מקובלת לצורך בקרת תנועה מדויקת חכמה.

שלא כמו מנוע ז"י רגיל, המיועד לסיבוב רציף, מנוע הצעד מבטיח יכולת סיבוב צעד אחד מסביב לציר. הדבר הופך אותו למנוע המושלם עבור יישומים הדורשים בקרה מדויקת של העמדות והמהירות. עם זאת, כדי להבטיח כי בקרת המנוע תישאר מדויקת בכל נקודות ההפעלה ליישום, חשוב לכוונן את המנוע מול הבקר. מנוע צעד אופייני מורכב מסטטור, מרוטור המחובר לגל ומכמה כריכות סליל היוצרות שדות מגנטיים בעמדות קבועות מסביב לסטטור. במנוע צעד בעל מגנט קבוע ), הרוטור משתמש permanent - magnet ( בדיסק קטן מחומרים מגנטיים. הדיסק יכול להיות בעל שני קטבים בלבד. דיסק מורכב יותר, המשמש בדרך כלל במנועי ), יכול ליצור שדות precision דיוק ( שזורים רבים סביב חלקו החיצוני. לעומת זאת, מנוע צעד בעל מיאון מגנטי משתנה ) הנו אלקטרומגנטי variable - reluctance ( לחלוטין. כאשר מנתקים את המתח למנוע, הוא אינו מתנגד לסיבוב הציר בכוח חיצוני. במנוע מגנט קבוע, כאשר מפעילים כוח על

New-Tech Magazine l 32