Како ефикасније управљати контролним алгоритмом степпер мотора
Приликом оптимизације дизајна система управљања покретом на темељу степпер мотора, инжењери морају узети у обзир факторе као што су трошкови, перформансе, ефикасност, неочекивани изазови повратне спреге (као што је механичка резонанца) и вријеме развоја. Модерни системи управљања моторима суочавају се са изазовом рада у различитим неповољним окружењима, а укупна ефикасност традиционалних рјешења често је ограничена условима најгорег стања код којих се цјелокупан систем сусрео. Адаптивни контролни алгоритми су од суштинског значаја за извлачење максималне ефикасности оптимизованог електромеханичког система.
Мапирање система
Ако желите највећу ефикасност, морате мапирати граничне услове читавог електромеханичког система. Све варијабле система морају се узети у обзир: температура, механичка деградација, убрзање, брзина, напон напајања и тако даље. Архитектура система такође утиче на то.
У системима отвореног круга често је неопходно узбуђивати мотор са најгорим актуелним погоном и профилима брзине, тако да можемо претпоставити да ефикасност није главни циљ дизајна за такве системе. Овај тип тестирања је веома дуготрајан, јер се систем мора провјерити при свим напонским, температурним и брзинским вриједностима које мотор може користити да би смањио ризик од резонанце. Сваки степпер моторни систем има потенцијал за резонирање, обично зато што ради на (или близу) природној фреквенцији мотора. Избегавање ових подручја је критично јер резонанција може довести до губитка покрета или уласка у стање канте. Међутим, за системе отворене петље, одређивање ових подручја може бити веома тешко.
Контрола затворене петље обично подразумева два облика: систем заснован на сензору (ефекат светлости или Халл-а) и систем без сензора. Системи без сензора, такође познати као "полу-затворени петљи", обично користе напон који генерише моторни завојници као повратна информација. Контролни системи засновани на сензору се широко користе, али се у мапирању праксе морају разматрати и друге промјене сензора. Велика предност сензорских система је у томе што само треба прочитати информације о физичком кретању мотора. Друга важна предност је смањивање трошкова система затворених или полу-затворених петљи система, уз смањење сложености система елиминишући потребу за спољним сензорима. Успешан дизајн захтева разумевање карактеристика задњег ЕМФ-а.
СЛА картирање
Назад ЕМФ олакшава израду детаљних информација везаних за кретање електромеханичког система и пружа дијагностичке податке. Напон се ствара између импулса погонске струје мотора и кретања спирале мотора кроз магнетно поље мотора. Ове информације се често називају угао брзине и / или оптерећења (СЛА) мотора. Угаона брзина корачног мотора може се добро апроксимирати праћењем величине задњег ЕМФ-а.
Слика 1 приказује мапирање СЛА пинова при вожњи конвенционалног корачног мотора монтираног у механички систем помоћу подијељеног контролера степеника мотора АМИС-30522. Ове информације се сакупљају током померања НКСТ улаза (улазни сат који одређује брзину експозиције мотора). Како се креће с лева на десно, фреквенција ексцитације се повећава и јасно можете видети различите радне површине. Способност мерења карактеристика мотора целог система је веома моћна карактеристика серије АМИС-305кк - нарочито она може да се носи са традиционалним изазовима у дизајну, али пре тога, дизајнер система је само анализирао резонантне перформансе мотора, и то је није препознао да се ове области могу мијењати када се цијели механички уређај састави.
Контролни систем мотора може континуирано узимати узорак СЛА напона, а ако се нађе необична ситуација, могу се предузети одговарајуће мере. Пошто је задња електромоторна сила пропорционална брзини ротације ротором, може се погодно користити за осетљивост спољног оптерећења на излазном вратилу и регулисање струје која се испоручује за мотор. Још једна област у којој су подаци из СЛА пин-а веома корисни је када ће мотор ући у резонантни регион. Креирањем алгоритма за брзо идентификовање ове ситуације, систем управљања степеницом мотора може одмах да се убрза кроз ову област како би досегао нову сигурну брзину.
Црвени квадрат на левој страни слике 1 наглашава резонанцу у систему. Ово се може догодити због стварне уградње мотора, основне фреквенције мотора између степенастих корака или других фактора другог реда. То су обично комутацијске зоне брзине које треба избегавати. Ако се користи полупроводничка ЕМФ технологија ОН Семицондуцтор, може се лако мапирати за неколико минута. Ово ће помоћи смањењу притиска на електромеханички систем. Ово је важно јер притисак система може проузроковати повећање буке, деградиране перформансе и може довести до смањене поузданости система. Врхунац овог начина прикупљања података је тај што се процес мапирања може завршити без физичких промјена у систему. Једини сензор је сам мотор, тако да нема додатне механичке сложености.
Црвени квадрат на десној страни слике 1 означава област на којој тренутни погон премашује временску константу РЛЦ система, што резултира резидуалном струјом на моторном намотају. То је "ограничење брзине" за овај електромеханички систем.
Између ова два подручја препоручена је радна површина мотора. Такође треба напоменути да се исто мапирање такође може користити за идентификацију услова стајања гдје се мотор не може комутирати (и самим тим не може повратити ЕМФ). У управљачу система, ова ситуација се може контролисати само конфигурацијом минималног прага између узбуђења мотора.
Користите податке за мапирање у вашем дизајну
Када се мапирање заврши и идеалан профил брзине је познат, може се изабрати најбоља СЛА вриједност. За одређени систем, то ће представљати најефикаснију радну тачку. Променљиве регулације мотора, као што су тренутни погон, убрзање и брзина, могу се динамички прилагодити како би се избегли проблеми који могу угрозити ефикасност, као што су механичка резонанца и прекомерна струја погона. Предност методе без сензора / задње ЕМФ је то што повратна информација сензора није једноставна бинарна информација, али се може користити за добијање детаљних дијагностичких података из мотора без додавања додатне сложености система, што нам омогућава кориштење суптилних промјена у СЛА за надокнаду у реалном времену како би избегли изгубљене кораке.
