สาเหตุและวิธีแก้ไขมอเตอร์สเต็ปเปอร์ไม่ตรงจังหวะ

ในการทำงานปกติมอเตอร์สเต็ปเปอร์เคลื่อนที่ไปข้างหน้าหนึ่งขั้นมุม หรือหนึ่งขั้น สำหรับแต่ละพัลส์ควบคุมที่ได้รับ หากป้อนพัลส์ควบคุมอย่างต่อเนื่อง มอเตอร์จะหมุนอย่างต่อเนื่องตามลำดับ สเต็ปมอเตอร์ที่ออกนอกสเต็ปประกอบด้วยสเต็ปที่หายไปและสเต็ปที่เกิน เมื่อสเต็ปหายไป จำนวนสเต็ปที่โรเตอร์เคลื่อนไปข้างหน้าจะน้อยกว่าจำนวนพัลส์ เมื่อสเต็ปข้าม จำนวนสเต็ปที่โรเตอร์เคลื่อนไปข้างหน้าจะมากกว่าจำนวนพัลส์ จำนวนสเต็ปสำหรับสเต็ปที่หายไปหนึ่งสเต็ปและสเต็ปที่เกินมีค่าเท่ากับจำนวนเต็มคูณของจำนวนจังหวะที่วิ่ง การสูญเสียสเต็ปอย่างรุนแรงจะทำให้โรเตอร์ค้างอยู่ที่ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งหรือสั่นรอบตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง และการก้าวที่เกินมากจะทำให้มอเตอร์เคลื่อนไปข้างหน้า

สาเหตุและกลยุทธ์การสูญเสียขั้นตอน

(1) ความเร่งของโรเตอร์จะช้ากว่าสนามแม่เหล็กหมุนของมอเตอร์สเต็ปเปอร์

คำอธิบาย:

เมื่อความเร่งของโรเตอร์ช้ากว่าสนามแม่เหล็กหมุนของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ กล่าวคือ ต่ำกว่าความเร็วเปลี่ยนเฟส มอเตอร์สเต็ปเปอร์จะเกิดการโอเวอร์สเต็ป สาเหตุนี้เกิดจากกำลังไฟฟ้าเข้ามอเตอร์ไม่เพียงพอ และแรงบิดซิงโครไนซ์ที่เกิดขึ้นในสเต็ปเปอร์มอเตอร์ทำให้ความเร็วโรเตอร์ไม่สามารถหมุนตามความเร็วรอบของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ได้ ทำให้เกิดการโอเวอร์สเต็ป เนื่องจากแรงบิดเอาต์พุตแบบไดนามิกของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ลดลงเมื่อความถี่ในการทำงานต่อเนื่องเพิ่มขึ้น ความถี่ในการทำงานที่สูงกว่านี้จะทำให้เกิดการโอเวอร์สเต็ปที่หายไป การสูญเสียการโอเวอร์สเต็ปนี้บ่งชี้ว่าสเต็ปเปอร์มอเตอร์มีแรงบิดไม่เพียงพอและความสามารถในการลากไม่เพียงพอ

สารละลาย:

ก. เพิ่มแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากตัวสเต็ปปิ้งมอเตอร์เอง สามารถเพิ่มกระแสขับให้อยู่ในช่วงที่กำหนดได้ หากแรงบิดไม่เพียงพอในช่วงความถี่สูง สามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้าของวงจรขับได้ เปลี่ยนไปใช้สเต็ปปิ้งมอเตอร์ที่มีแรงบิดสูง เป็นต้น ข. เพื่อลดแรงบิดที่สเต็ปปิ้งมอเตอร์ต้องเผชิญ สามารถทำได้โดยการลดความถี่การทำงานของมอเตอร์ให้เหมาะสมเพื่อเพิ่มแรงบิดขาออกของมอเตอร์ ตั้งค่าเวลาเร่งความเร็วให้นานขึ้นเพื่อให้โรเตอร์ได้รับพลังงานเพียงพอ

(2) ความเร็วเฉลี่ยของโรเตอร์สูงกว่าความเร็วเฉลี่ยของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์

คำอธิบาย:

ความเร็วเฉลี่ยของโรเตอร์จะสูงกว่าความเร็วรอบเฉลี่ยของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ เมื่อสเตเตอร์ได้รับพลังงานและถูกกระตุ้นเป็นเวลานานกว่าเวลาที่โรเตอร์ใช้ในการก้าวไปข้างหน้า โรเตอร์จะได้รับพลังงานมากเกินไปในกระบวนการก้าว ซึ่งทำให้แรงบิดเอาต์พุตที่เกิดจากมอเตอร์สเต็ปเพิ่มขึ้น ส่งผลให้มอเตอร์เกิดการโอเวอร์สเต็ป เมื่อใช้มอเตอร์สเต็ปเพื่อขับเคลื่อนกลไกที่ทำให้โหลดเคลื่อนที่ขึ้นลง มีแนวโน้มที่จะเกิดปรากฏการณ์โอเวอร์สเต็ปมากขึ้น เนื่องจากแรงบิดที่มอเตอร์ต้องการจะลดลงเมื่อโหลดเคลื่อนที่ลง

สารละลาย:

ลดกระแสขับเคลื่อนของมอเตอร์สเต็ปปิ้งเพื่อลดแรงบิดเอาต์พุตของมอเตอร์สเต็ปปิ้ง

(3) ความเฉื่อยของมอเตอร์สเต็ปปิ้งและภาระที่มันแบก

คำอธิบาย:

เนื่องจากความเฉื่อยของมอเตอร์สเต็ปและโหลดที่มันแบกไว้ มอเตอร์จึงไม่สามารถสตาร์ทหรือหยุดได้ทันทีในระหว่างการทำงานได้ แต่จะเกิดการสูญเสียสเต็ประหว่างการสตาร์ทและเกิดการเกินสเต็ประหว่างการหยุด

สารละลาย:

ผ่านกระบวนการเร่งความเร็วและลดความเร็ว กล่าวคือ เริ่มจากความเร็วต่ำ จากนั้นค่อยๆ เร่งความเร็วจนถึงความเร็วที่กำหนด แล้วจึงค่อย ๆ ลดความเร็วลงจนกระทั่งหยุด การควบคุมการเร่งความเร็วและลดความเร็วที่เหมาะสมและราบรื่นคือกุญแจสำคัญที่ทำให้ระบบขับเคลื่อนสเต็ปเปอร์ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือ มีประสิทธิภาพ และแม่นยำ

(4) การสั่นพ้องของมอเตอร์สเต็ปปิ้ง

คำอธิบาย:

การสั่นพ้องยังเป็นสาเหตุของการสั่นนอกจังหวะ เมื่อมอเตอร์สเต็ปเปอร์ทำงานอย่างต่อเนื่อง หากความถี่ของพัลส์ควบคุมเท่ากับความถี่ภายในของมอเตอร์สเต็ปเปอร์ จะเกิดการสั่นพ้องขึ้น ภายในช่วงพัลส์ควบคุมหนึ่งช่วง การสั่นสะเทือนจะไม่ลดลงเพียงพอ และพัลส์ถัดไปจะเข้ามา ดังนั้น ความคลาดเคลื่อนไดนามิกที่ใกล้กับความถี่เรโซแนนซ์จะมีค่าสูงสุด และจะทำให้มอเตอร์สเต็ปเปอร์สูญเสียการสั่น

สารละลาย:

ลดกระแสขับของมอเตอร์สเต็ปเปอร์อย่างเหมาะสม ใช้วิธีการขับเคลื่อนแบบแบ่งย่อย ใช้วิธีการหน่วง (damping) รวมถึงวิธีการหน่วงเชิงกล วิธีการทั้งหมดที่กล่าวมาข้างต้นสามารถขจัดการสั่นของมอเตอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพและหลีกเลี่ยงปรากฏการณ์การสั่นออกนอกจังหวะ

(5) การสูญเสียชีพจรเมื่อเปลี่ยนทิศทาง

คำอธิบาย:

แสดงให้เห็นว่ามีความแม่นยำในทุกทิศทาง แต่เมื่อมีการเปลี่ยนทิศทางก็จะสะสมความเบี่ยงเบนมากขึ้น และยิ่งเปลี่ยนมากขึ้น ก็ยิ่งเบี่ยงเบนมากขึ้น

สารละลาย:

ไดรฟ์สเต็ปเปอร์ทั่วไปในทิศทางและสัญญาณพัลส์มีข้อกำหนดบางประการ เช่น ทิศทางของสัญญาณในพัลส์แรกตามขอบขาขึ้นหรือขอบขาลง (ข้อกำหนดไดรฟ์ที่แตกต่างกันไม่เหมือนกัน) ก่อนที่จะถึงช่วงไม่กี่ไมโครวินาทีที่ต้องกำหนด มิฉะนั้น จะมีพัลส์ของมุมการทำงานและความต้องการที่แท้จริงในการหมุนไปในทิศทางตรงข้าม และในที่สุด ปรากฏการณ์ความล้มเหลวจะปรากฏให้เห็นยิ่งคุณไปมากเท่าไหร่ ความเสียหายที่เล็กลงก็จะยิ่งเด่นชัดมากขึ้นเท่านั้น วิธีแก้ปัญหานี้ส่วนใหญ่ใช้ในซอฟต์แวร์เพื่อเปลี่ยนตรรกะของการส่งพัลส์ วิธีแก้ปัญหานี้ส่วนใหญ่คือการใช้ซอฟต์แวร์เพื่อเปลี่ยนตรรกะของการส่งพัลส์หรือเพิ่มการหน่วงเวลา

(6) ข้อบกพร่องของซอฟต์แวร์

คำอธิบาย:

ขั้นตอนการควบคุมที่ทำให้ขั้นตอนสูญหายนั้นไม่ใช่เรื่องแปลก จำเป็นต้องตรวจสอบว่าโปรแกรมควบคุมไม่ใช่ปัญหา

สารละลาย:

ไม่สามารถหาสาเหตุของปัญหาได้สักพัก วิศวกรก็จะปล่อยให้มอเตอร์สเต็ปเปอร์ทำงานสักระยะหนึ่งเพื่อค้นหาจุดกำเนิดอีกครั้ง