เฮ้ ในฐานะซัพพลายเออร์ของระบบ Stepper ฉันได้รับคำถามมากมายจากลูกค้าเกี่ยวกับการแรงบิดของระบบสเต็ปเปอร์เปลี่ยนไปด้วยความเร็ว เป็นหัวข้อสำคัญสุด ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ที่ต้องการใช้ระบบสเต็ปเปอร์ในโครงการของพวกเขา ดังนั้นฉันคิดว่าฉันจะใช้เวลาในการทำลายมันและแบ่งปันสิ่งที่ฉันรู้
เริ่มต้นด้วยพื้นฐาน ระบบสเต็ปประกอบด้วยมอเตอร์สเต็ปเปอร์และคนขับ มอเตอร์แปลงพัลส์ไฟฟ้าเป็นการเคลื่อนไหวเชิงกลแบบไม่ต่อเนื่องและผู้ขับขี่จะควบคุมสัญญาณไฟฟ้าที่ส่งไปยังมอเตอร์ แรงบิดของระบบสเต็ปเป็นแรงหมุนที่มอเตอร์สามารถผลิตได้และเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดประสิทธิภาพของระบบ
ตอนนี้แรงบิดเปลี่ยนไปด้วยความเร็วอย่างไร? มันไม่ใช่ความสัมพันธ์เชิงเส้นง่ายๆ โดยทั่วไปเมื่อความเร็วของมอเตอร์สเต็ปเปอร์เพิ่มขึ้นแรงบิดที่สามารถลดลงได้ นี่เป็นเพราะปัจจัยที่แตกต่างกันเล็กน้อย
ก่อนอื่นมีค่าคงที่เวลาไฟฟ้าของมอเตอร์ ขดลวดในมอเตอร์สเต็ปเปอร์มีการเหนี่ยวนำซึ่งหมายความว่าเมื่อคุณเปลี่ยนกระแสที่ไหลผ่านพวกเขาจะมีความล่าช้าก่อนที่สนามแม่เหล็กในมอเตอร์จะตอบสนองอย่างเต็มที่ ด้วยความเร็วต่ำนี่ไม่ใช่เรื่องใหญ่เพราะสัญญาณไฟฟ้าจากคนขับมีเวลาเหลือเฟือที่จะปล่อยให้สนามแม่เหล็กสร้างขึ้นและสร้างแรงบิด แต่เมื่อความเร็วเพิ่มขึ้นเวลาระหว่างพัลส์ไฟฟ้าจะสั้นลงและสนามแม่เหล็กไม่มีเวลาเพียงพอที่จะไปถึงความแข็งแรงเต็มรูปแบบ ส่งผลให้แรงบิดลดลง
อีกปัจจัยหนึ่งคือ EMF ด้านหลัง (แรงไฟฟ้า) เมื่อมอเตอร์หมุนสนามแม่เหล็กในขดลวดจะตัดผ่านตัวนำสร้างแรงดันไฟฟ้าที่ตรงข้ามกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้จากคนขับ EMF หลังนี้เพิ่มขึ้นด้วยความเร็ว เมื่อ EMF ด้านหลังแข็งแกร่งขึ้นมันจะช่วยลดแรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพข้ามขดลวดมอเตอร์ซึ่งจะช่วยลดกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน เนื่องจากแรงบิดเป็นสัดส่วนกับกระแสในมอเตอร์สเต็ปการลดลงของกระแสไฟฟ้าหมายถึงแรงบิดลดลง
ลองมาดูกันมากขึ้นที่เส้นโค้งแรงบิด - ความเร็วของมอเตอร์สเต็ปเปอร์ โดยทั่วไปแล้วเส้นโค้งจะมีสามภูมิภาค: พื้นที่แรงบิดถือ, การดึง - ในบริเวณแรงบิดและพื้นที่แรงบิดดึงออก
แรงบิดถือคือแรงบิดสูงสุดที่มอเตอร์สามารถผลิตได้เมื่อมันอยู่กับที่และมีพลัง นี่คือค่าแรงบิดสูงสุดสำหรับมอเตอร์ ในพื้นที่แรงบิดของการถือครองมอเตอร์กำลังนั่งอยู่ตรงนั้นรอคำสั่งให้ย้าย เมื่อคุณเริ่มเพิ่มความเร็วคุณจะเข้าสู่การดึง - ในพื้นที่แรงบิด แรงบิด - แรงบิดคือแรงบิดสูงสุดที่มอเตอร์สามารถเริ่มต้นและหยุดโดยไม่สูญเสียขั้นตอน ในภูมิภาคนี้มอเตอร์สามารถเร่งและชะลอตัวลงได้อย่างราบรื่น แต่เมื่อความเร็วเพิ่มขึ้นการดึง - แรงบิดจะลดลง
เมื่อคุณไปไกลกว่าการดึง - ในพื้นที่แรงบิดคุณจะเข้าสู่พื้นที่แรงบิดดึงออก แรงบิดดึง - ออกคือแรงบิดสูงสุดที่มอเตอร์สามารถผลิตได้ในขณะที่ทำงานด้วยความเร็วคงที่โดยไม่สูญเสียขั้นตอน แรงบิดนี้ยังลดลงเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น หากคุณพยายามโหลดมอเตอร์ด้วยแรงบิดมากกว่าแรงบิดดึงออกมาด้วยความเร็วที่กำหนดมอเตอร์จะเริ่มสูญเสียขั้นตอนซึ่งอาจนำไปสู่การวางตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง
ตอนนี้มอเตอร์สเต็ปเปอร์ประเภทต่าง ๆ มีแรงบิดที่แตกต่างกัน - ลักษณะความเร็ว ตัวอย่างเช่นไฟล์มอเตอร์สเต็ปเฟส 2 เฟสเป็นหนึ่งในประเภทที่พบบ่อยที่สุด มันมักจะมีการก่อสร้างที่ค่อนข้างง่ายและมีค่าใช้จ่าย - มีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตามเส้นโค้งแรงบิด - ความเร็วอาจไม่แบนเท่ากับมอเตอร์ประเภทอื่น ๆ ซึ่งหมายความว่าแรงบิดจะลดลงอย่างรวดเร็วยิ่งขึ้นด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้น
ในทางกลับกันมอเตอร์สเต็ปเฟส 3 เฟสสามารถให้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นในแง่ของแรงบิดด้วยความเร็วที่สูงขึ้น เฟสเพิ่มเติมช่วยให้รูปแบบสนามแม่เหล็กที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งสามารถช่วยรักษาแรงบิดเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น
คนขับยังมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนแปลงแรงบิดด้วยความเร็ว คุณภาพสูงคนขับรถสเต็ปฟิลด์บัสสามารถชดเชยผลกระทบบางอย่างที่ทำให้แรงบิดลดลงด้วยความเร็วสูง ตัวอย่างเช่นไดรเวอร์บางตัวใช้อัลกอริทึมการควบคุมขั้นสูงเพื่อปรับกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับมอเตอร์ตามความเร็ว สิ่งนี้สามารถช่วยให้สนามแม่เหล็กอยู่ในมอเตอร์ใกล้กับความแข็งแรงที่เหมาะสมที่สุดส่งผลให้ประสิทธิภาพแรงบิดดีขึ้นในช่วงความเร็วที่กว้างขึ้น
แล้วทำไมเรื่องทั้งหมดนี้ถึง? ถ้าคุณใช้ระบบสเต็ปเปอร์ในแอปพลิเคชันทำความเข้าใจว่าแรงบิดเปลี่ยนไปอย่างไรด้วยความเร็วที่สำคัญสำหรับการออกแบบระบบที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่นหากคุณกำลังสร้างเครื่องพิมพ์ 3 มิติคุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามอเตอร์สเต็ปเปอร์สามารถให้แรงบิดเพียงพอที่ความเร็วที่ต้องการเพื่อย้ายหัวพิมพ์และแพลตฟอร์มการสร้างอย่างถูกต้อง หากคุณเลือกมอเตอร์ที่มีแรงบิดไม่เพียงพอที่ความเร็วในการทำงานคุณจะต้องจบลงด้วยเครื่องพิมพ์ที่ผลิตภาพพิมพ์ที่มีคุณภาพต่ำหรือแม้กระทั่งไม่สามารถทำงานได้อย่างถูกต้อง
ในทำนองเดียวกันในเครื่องซีเอ็นซีมอเตอร์สเต็ปเปอร์มีหน้าที่เคลื่อนย้ายเครื่องมือตัดที่มีความแม่นยำสูง หากแรงบิดลดลงมากเกินไปที่ความเร็วในการทำงานเครื่องอาจไม่สามารถตัดวัสดุได้อย่างถูกต้องนำไปสู่วัสดุที่สูญเปล่าและผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพไม่ดี
ในฐานะซัพพลายเออร์ของระบบ Stepper ฉันขอแนะนำให้ลูกค้าพิจารณาข้อกำหนดแอปพลิเคชันของพวกเขาอย่างรอบคอบเมื่อเลือกมอเตอร์และคนขับ ดูช่วงความเร็วที่คุณต้องการแรงบิดโหลดและข้อกำหนดความแม่นยำ หากคุณไม่แน่ใจอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา เรามีทีมผู้เชี่ยวชาญที่สามารถช่วยคุณเลือกระบบ Stepper ที่เหมาะสมสำหรับโครงการของคุณ
ไม่ว่าคุณจะทำงานในโครงการ DIY ขนาดเล็กหรือแอพพลิเคชั่นอุตสาหกรรมขนาดใหญ่การได้รับแรงบิด - ความสัมพันธ์ที่เหมาะสมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับความสำเร็จของระบบสเต็ปของคุณ เรานำเสนอที่หลากหลายมอเตอร์สเต็ปเฟส 2 เฟส-มอเตอร์สเต็ปเฟส 3 เฟส, และคนขับรถสเต็ปฟิลด์บัสเพื่อตอบสนองความต้องการที่แตกต่างกัน
หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบ Stepper ของเราหรือมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับคุณลักษณะแรงบิด - ความเร็วโปรดติดต่อเรา เราอยู่ที่นี่เพื่อช่วยให้คุณเลือกที่ดีที่สุดสำหรับโครงการของคุณ
ข้อมูลอ้างอิง:
- "คู่มือ Stepper Motor" โดย Walter Jy Wong
- "พื้นฐานการควบคุมการเคลื่อนไหว" จัดพิมพ์โดย International Society of Automation