การเปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของวิธีการขับเคลื่อนมอเตอร์สเต็ปเปอร์ 5 วิธี

การพัฒนาเทคโนโลยีการขับเคลื่อนมอเตอร์สเต็ปเปอร์ นวัตกรรมทางเทคโนโลยีแต่ละอย่างจะนำมาซึ่งการปฏิวัติตลาดหลายประการ โดยเทคโนโลยีระดับสูงจะก้าวขึ้นเป็นผู้นำตลาด

1. ระบบขับเคลื่อนแรงดันคงที่

การขับเคลื่อนด้วยแรงดันเดียว หมายถึงกระบวนการทำงานของขดลวดมอเตอร์ โดยจ่ายแรงดันเพียงทิศทางเดียวไปยังขดลวดแต่ละขด สลับกันจ่ายแรงดัน วิธีนี้เป็นรูปแบบการขับเคลื่อนแบบเก่า ปัจจุบันโดยพื้นฐานแล้วไม่นิยมใช้แล้ว

ข้อดี: วงจรไม่ซับซ้อน ใช้ชิ้นส่วนน้อย การควบคุมก็ง่าย และการนำไปปฏิบัติก็ค่อนข้างง่าย

ข้อเสีย: ต้องใช้ทรานซิสเตอร์กระแสขนาดใหญ่พอสมควรในการประมวลผลการสวิตช์ ความเร็วในการทำงานของมอเตอร์สเต็ปเปอร์ค่อนข้างต่ำ การสั่นสะเทือนของมอเตอร์ค่อนข้างมาก และเกิดความร้อนสูง เนื่องจากไม่ได้ใช้งานแล้ว จึงไม่ได้กล่าวถึงมากนัก

2. ระบบขับเคลื่อนแรงดันสูงและต่ำ

เนื่องจากระบบขับเคลื่อนแรงดันคงที่นั้นมีข้อบกพร่องหลายประการ การพัฒนาเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องจึงนำไปสู่การพัฒนาระบบขับเคลื่อนแรงดันสูงและต่ำแบบใหม่ เพื่อปรับปรุงข้อบกพร่องบางประการของระบบขับเคลื่อนแรงดันคงที่ หลักการของระบบขับเคลื่อนแรงดันสูงและต่ำคือ เมื่อมอเตอร์เคลื่อนที่ครบหนึ่งขั้น จะใช้การควบคุมแรงดันสูง เมื่อเคลื่อนที่ครึ่งขั้น จะใช้การควบคุมแรงดันต่ำ และการหยุดจะใช้การควบคุมแรงดันต่ำ

ข้อดี: การควบคุมแรงดันสูงและต่ำช่วยลดการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนได้ในระดับหนึ่ง และมีการเสนอแนวคิดการควบคุมมอเตอร์สเต็ปเปอร์แบบแบ่งย่อยเป็นครั้งแรก นอกจากนี้ยังมีการเสนอโหมดการทำงานที่ลดกระแสลงครึ่งหนึ่งเมื่อหยุดการทำงานอีกด้วย

ข้อเสีย: วงจรมีความซับซ้อนเมื่อเทียบกับการขับเคลื่อนด้วยแรงดันคงที่ มีความต้องการคุณลักษณะความถี่สูงของทรานซิสเตอร์ มอเตอร์ยังคงสั่นสะเทือนค่อนข้างมากที่ความเร็วต่ำ ความร้อนยังคงค่อนข้างสูง และโดยพื้นฐานแล้วในปัจจุบันจึงไม่นิยมใช้โหมดการขับเคลื่อนนี้

3. วงจรขับชอปเปอร์กระแสคงที่แบบกระตุ้นตัวเอง

วงจรขับชอปเปอร์กระแสคงที่แบบกระตุ้นตัวเองทำงานโดยอาศัยการออกแบบทางฮาร์ดแวร์ เมื่อกระแสไฟฟ้าถึงค่าที่กำหนดไว้ วงจรจะปิดลง จากนั้นจะจ่ายกระแสไฟฟ้าไปยังขดลวดอีกขดหนึ่ง จนถึงค่าคงที่ของขดลวด และวงจรจะปิดลงอีกครั้ง เป็นเช่นนี้เรื่อยไป เพื่อให้มอเตอร์สเต็ปเปอร์ทำงานต่อไป

ข้อดี: เสียงรบกวนลดลงอย่างมาก ความเร็วเพิ่มขึ้นในระดับหนึ่ง และประสิทธิภาพดีขึ้นกว่าสองแบบแรกในบางด้าน

ข้อเสีย: ข้อกำหนดด้านการออกแบบวงจรค่อนข้างสูง ข้อกำหนดด้านการป้องกันการรบกวนของวงจรสูง ทำให้เกิดความถี่สูงและทำให้ชิ้นส่วนขับเคลื่อนไหม้ได้ง่าย และข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของชิ้นส่วนก็สูง

4. การเปรียบเทียบระบบขับเคลื่อนแบบชอปเปอร์ในปัจจุบัน (เทคโนโลยีหลักที่ใช้ในตลาดปัจจุบัน)

วงจรขับชอปเปอร์แบบเปรียบเทียบกระแสไฟฟ้าในปัจจุบัน จะแปลงค่ากระแสไฟฟ้าของขดลวดมอเตอร์สเต็ปเปอร์ให้เป็นสัดส่วนแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด แล้วนำไปเปรียบเทียบกับค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าของเอาต์พุตตัวแปลง D/A จากนั้นผลการเปรียบเทียบจะถูกนำไปควบคุมสวิตช์ของหลอดกำลัง เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการควบคุมกระแสไฟฟ้าของขดลวด

ข้อดี: การควบคุมการเคลื่อนที่จำลองลักษณะของคลื่นไซน์ ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพอย่างมาก ความเร็วในการเคลื่อนที่และเสียงรบกวนค่อนข้างน้อย สามารถใช้การแบ่งย่อยที่ค่อนข้างสูงได้ และเป็นวิธีการควบคุมที่ได้รับความนิยมในปัจจุบัน

ข้อเสีย: วงจรมีความซับซ้อนมากขึ้น การควบคุมสัญญาณรบกวนในวงจรทำได้ยากและไม่ตรงตามข้อกำหนดทางทฤษฎี ทำให้เกิดการสั่นไหวได้ง่าย ในการควบคุมการก่อตัวของยอดและหุบคลื่นไซน์ ซึ่งอาจนำไปสู่สัญญาณรบกวนความถี่สูงได้ง่าย ส่งผลให้ส่วนประกอบของไดรฟ์ร้อนขึ้น หรือความถี่สูงเกินไปเนื่องจากอายุการใช้งาน ซึ่งเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้ไดรเวอร์จำนวนมากใช้งานได้ไม่เกิน 1 ปีแล้วไฟเตือนสีแดงติดขึ้น

5. ระบบขับเคลื่อนใต้น้ำ

นี่คือเทคโนโลยีควบคุมการเคลื่อนที่แบบใหม่ เทคโนโลยีนี้อยู่บนพื้นฐานของการเปรียบเทียบเทคโนโลยีขับเคลื่อนแบบชอปเปอร์ในปัจจุบัน โดยมุ่งเน้นการแก้ไขข้อบกพร่องและสร้างสรรค์วิธีการขับเคลื่อนแบบใหม่ เทคโนโลยีหลักของมันคือการเปรียบเทียบเทคโนโลยีขับเคลื่อนแบบชอปเปอร์ในปัจจุบัน โดยคำนึงถึงการเพิ่มความร้อนของชิ้นส่วนขับเคลื่อนและเทคโนโลยีป้องกันความถี่สูง

ข้อดี: มีข้อดีทั้งสองอย่างเมื่อเทียบกับระบบขับเคลื่อนแบบชอปเปอร์ในปัจจุบัน คือ ความร้อนน้อยมาก และอายุการใช้งานยาวนาน

ข้อเสีย: เป็นเทคโนโลยีใหม่ ราคาค่อนข้างสูง และข้อกำหนดในการจับคู่สเต็ปมอเตอร์กับไดรเวอร์แต่ละตัวค่อนข้างเข้มงวด