ข้อเท็จจริงที่ต้องรู้เกี่ยวกับมอเตอร์สเต็ปเปอร์

1. สเต็ปเปอร์มอเตอร์คืออะไร?

มอเตอร์สเต็ปเปอร์คือแอคชูเอเตอร์ที่แปลงพัลส์ไฟฟ้าเป็นการเคลื่อนที่เชิงมุม กล่าวโดยสรุปคือ เมื่อไดรเวอร์สเต็ปเปอร์ได้รับสัญญาณพัลส์ มันจะขับเคลื่อนมอเตอร์สเต็ปเปอร์ให้หมุนมุมคงที่ (และมุมสเต็ป) ในทิศทางที่กำหนด คุณสามารถควบคุมจำนวนพัลส์เพื่อควบคุมการเคลื่อนที่เชิงมุม เพื่อให้ได้ตำแหน่งที่แม่นยำ ในขณะเดียวกัน คุณสามารถควบคุมความถี่ของพัลส์เพื่อควบคุมความเร็วและความเร่งของการหมุนของมอเตอร์ เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการควบคุมความเร็ว

2. มอเตอร์สเต็ปเปอร์มีกี่ประเภท?

มอเตอร์สเต็ปเปอร์มีสามประเภท ได้แก่ แม่เหล็กถาวร (PM) รีแอคทีฟ (VR) และไฮบริด (HB) โดยทั่วไปแล้วมอเตอร์สเต็ปเปอร์แม่เหล็กถาวรจะเป็นแบบสองเฟส มีแรงบิดและปริมาตรน้อยกว่า มุมสเต็ปเปอร์โดยทั่วไปอยู่ที่ 7.5 องศาหรือ 15 องศา ส่วนมอเตอร์สเต็ปเปอร์แบบรีแอคทีฟจะเป็นแบบสามเฟส มีแรงบิดเอาต์พุตสูง มุมสเต็ปเปอร์โดยทั่วไปอยู่ที่ 1.5 องศา แต่เสียงรบกวนและการสั่นสะเทือนค่อนข้างสูง ในยุโรป สหรัฐอเมริกา และประเทศพัฒนาแล้วอื่นๆ ในช่วงทศวรรษที่ 1980 มอเตอร์สเต็ปเปอร์แบบไฮบริดหมายถึงการผสมผสานระหว่างแม่เหล็กถาวรและข้อดีของมอเตอร์แบบปฏิกิริยา แบ่งออกเป็นสองเฟสและห้าเฟส มุมสเต็ปเปอร์สองเฟสโดยทั่วไปอยู่ที่ 1.8 องศา และมุมสเต็ปเปอร์ห้าเฟสโดยทั่วไปอยู่ที่ 0.72 องศา มอเตอร์สเต็ปเปอร์ประเภทนี้เป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด

3. แรงบิดยึด (HOLDING TORQUE) คืออะไร?

แรงบิดค้าง (HOLDING TORQUE) หมายถึงแรงบิดของสเตเตอร์ที่ล็อกโรเตอร์เมื่อมอเตอร์สเต็ปเปอร์มีพลังงานแต่ไม่ได้หมุน แรงบิดนี้เป็นหนึ่งในพารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดของมอเตอร์สเต็ปเปอร์ และโดยปกติแล้วแรงบิดของมอเตอร์สเต็ปเปอร์ที่ความเร็วต่ำจะใกล้เคียงกับแรงบิดค้าง เนื่องจากแรงบิดขาออกของมอเตอร์สเต็ปเปอร์จะลดลงอย่างต่อเนื่องเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น และกำลังขาออกจะเปลี่ยนแปลงไปตามความเร็วที่เพิ่มขึ้น แรงบิดค้างจึงเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดในการวัดค่ามอเตอร์สเต็ปเปอร์ ตัวอย่างเช่น เมื่อมีคนพูดว่ามอเตอร์สเต็ปเปอร์ 2 นิวตันเมตร หมายถึงมอเตอร์สเต็ปเปอร์ที่มีแรงบิดค้าง 2 นิวตันเมตร โดยไม่มีคำสั่งพิเศษ

4. DETENT TORQUE คืออะไร?

แรงบิด DETENT คือแรงบิดที่สเตเตอร์ล็อกโรเตอร์เมื่อมอเตอร์สเต็ปปิ้งไม่ได้รับการจ่ายพลังงาน แรงบิด DETENT ไม่ได้รับการแปลในลักษณะเดียวกันในประเทศจีน ซึ่งอาจเข้าใจผิดได้ง่าย เนื่องจากโรเตอร์ของมอเตอร์สเต็ปปิ้งแบบปฏิกิริยาไม่ใช่วัสดุแม่เหล็กถาวร จึงไม่มีแรงบิด DETENT

 

5. ความแม่นยำของสเต็ปปิ้งมอเตอร์คือเท่าไร? เป็นแบบสะสมหรือเปล่า?

โดยทั่วไปความแม่นยำของมอเตอร์สเต็ปเปอร์จะอยู่ที่ 3-5% ของมุมก้าว และไม่ใช่แบบสะสม

6. อุณหภูมิภายนอกของมอเตอร์สเต็ปเปอร์ควรอยู่ที่เท่าใด?

อุณหภูมิที่สูงของมอเตอร์สเต็ปปิ้งจะทำการล้างสนามแม่เหล็กของวัสดุแม่เหล็กของมอเตอร์ก่อน ซึ่งจะทำให้แรงบิดลดลงหรือแม้กระทั่งออกนอกจังหวะ ดังนั้นอุณหภูมิสูงสุดที่อนุญาตสำหรับภายนอกของมอเตอร์ควรขึ้นอยู่กับจุดล้างสนามแม่เหล็กของวัสดุแม่เหล็กของมอเตอร์ต่างๆ โดยทั่วไปจุดล้างสนามแม่เหล็กของวัสดุแม่เหล็กจะสูงกว่า 130 องศาเซลเซียส และบางชนิดอาจสูงถึงมากกว่า 200 องศาเซลเซียส ดังนั้นจึงถือเป็นเรื่องปกติอย่างยิ่งที่ภายนอกของมอเตอร์สเต็ปปิ้งจะอยู่ในช่วงอุณหภูมิ 80-90 องศาเซลเซียส

 

7. เหตุใดแรงบิดของมอเตอร์สเต็ปเปอร์จึงลดลงเมื่อความเร็วในการหมุนเพิ่มขึ้น

เมื่อสเต็ปปิ้งมอเตอร์หมุน ความเหนี่ยวนำของแต่ละเฟสของขดลวดมอเตอร์จะก่อให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับ ยิ่งความถี่สูง แรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับก็จะยิ่งมากขึ้น ภายใต้การทำงานของสเต็ปปิ้งมอเตอร์ กระแสเฟสของมอเตอร์จะลดลงตามความถี่ (หรือความเร็ว) ที่เพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลให้แรงบิดลดลง

 

8. เหตุใดมอเตอร์สเต็ปเปอร์จึงสามารถทำงานได้ตามปกติที่ความเร็วต่ำ แต่หากความเร็วสูงกว่าค่าที่กำหนดก็จะไม่สามารถสตาร์ทได้ และมีเสียงหวีดดังขึ้นมาด้วย?

มอเตอร์สเต็ปปิ้งมีพารามิเตอร์ทางเทคนิค: ความถี่เริ่มต้นแบบไม่มีโหลด นั่นคือ ความถี่พัลส์ของมอเตอร์สเต็ปปิ้งสามารถเริ่มต้นได้ตามปกติเมื่อไม่มีโหลด หากความถี่พัลส์สูงกว่าค่านี้ มอเตอร์จะไม่สามารถเริ่มต้นได้ตามปกติ และอาจสูญเสียสเต็ปหรือการบล็อก ในกรณีที่มีโหลด ความถี่เริ่มต้นควรต่ำกว่า หากต้องการให้มอเตอร์หมุนด้วยความเร็วสูง ควรเร่งความถี่พัลส์ กล่าวคือ ความถี่เริ่มต้นต่ำ จากนั้นจึงเพิ่มความถี่พัลส์ให้สูงตามต้องการ (ความเร็วมอเตอร์จากต่ำไปสูง) เมื่อถึงระดับความเร่งที่กำหนด

 

9. จะเอาชนะการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนของมอเตอร์สเต็ปไฮบริดสองเฟสที่ความเร็วต่ำได้อย่างไร

การสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนเป็นข้อเสียโดยธรรมชาติของมอเตอร์สเต็ปเปอร์เมื่อหมุนด้วยความเร็วต่ำ ซึ่งโดยทั่วไปสามารถเอาชนะได้ด้วยโปรแกรมต่อไปนี้:

ก. หากมอเตอร์สเต็ปเกิดทำงานในบริเวณเรโซแนนซ์ สามารถหลีกเลี่ยงบริเวณเรโซแนนซ์ได้โดยการเปลี่ยนระบบส่งกำลังเชิงกล เช่น อัตราทดรอบ

B. ใช้ไดร์เวอร์ที่มีฟังก์ชั่นแบ่งย่อยซึ่งเป็นวิธีที่นิยมใช้กันมากที่สุดและง่ายที่สุด

C. เปลี่ยนด้วยมอเตอร์สเต็ปที่มีมุมสเต็ปเล็กกว่า เช่น มอเตอร์สเต็ปสามเฟสหรือห้าเฟส

D. เปลี่ยนไปใช้มอเตอร์เซอร์โวแบบ AC ซึ่งสามารถเอาชนะการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนได้เกือบสมบูรณ์ แต่มีต้นทุนที่สูงกว่า

E. ในเพลาของมอเตอร์ที่มีแดมเปอร์แม่เหล็ก ตลาดมีผลิตภัณฑ์ดังกล่าว แต่โครงสร้างทางกลมีการเปลี่ยนแปลงที่ใหญ่กว่า

 

10. การแบ่งย่อยของไดรฟ์แสดงถึงความแม่นยำหรือไม่

การแทรกสอดของมอเตอร์สเต็ปเปอร์เป็นเทคโนโลยีการหน่วงแบบอิเล็กทรอนิกส์โดยพื้นฐาน (โปรดดูเอกสารที่เกี่ยวข้อง) ซึ่งมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อลดหรือขจัดการสั่นสะเทือนความถี่ต่ำของมอเตอร์สเต็ปเปอร์ และการปรับปรุงความแม่นยำในการทำงานของมอเตอร์เป็นเพียงฟังก์ชันเสริมของเทคโนโลยีการแทรกสอด ตัวอย่างเช่น สำหรับสเต็ปเปอร์มอเตอร์ไฮบริดสองเฟสที่มีมุมสเต็ปปิ้ง 1.8° หากตั้งค่าหมายเลขการแทรกสอดของไดรเวอร์การแทรกสอดเป็น 4 ความละเอียดในการทำงานของมอเตอร์จะเท่ากับ 0.45° ต่อพัลส์ ความแม่นยำของมอเตอร์จะถึงหรือเข้าใกล้ 0.45° ขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่นๆ เช่น ความแม่นยำของการควบคุมกระแสการแทรกสอดของไดรเวอร์การแทรกสอด ผู้ผลิตไดรฟ์แบบแบ่งย่อยแต่ละรายอาจมีความแม่นยำที่แตกต่างกันอย่างมาก ยิ่งจุดแบ่งย่อยมีขนาดใหญ่เท่าใด การควบคุมความแม่นยำก็จะยิ่งยากขึ้นเท่านั้น

 

11. ความแตกต่างระหว่างการเชื่อมต่อแบบอนุกรมและแบบขนานของมอเตอร์สเต็ปปิ้งไฮบริดสี่เฟสและไดรเวอร์คืออะไร

มอเตอร์สเต็ปปิ้งไฮบริดสี่เฟสโดยทั่วไปจะขับเคลื่อนด้วยไดรเวอร์สองเฟส ดังนั้นการต่อแบบอนุกรมหรือขนานจึงสามารถเชื่อมต่อมอเตอร์สี่เฟสเข้ากับมอเตอร์สองเฟสได้ วิธีการต่อแบบอนุกรมมักใช้ในกรณีที่ความเร็วมอเตอร์ค่อนข้างสูง และกระแสเอาต์พุตของไดรเวอร์ที่ต้องการมีค่าเท่ากับ 0.7 เท่าของกระแสเฟสของมอเตอร์ ทำให้มอเตอร์มีความร้อนน้อย วิธีการต่อแบบขนานมักใช้ในกรณีที่ความเร็วมอเตอร์ค่อนข้างสูง (หรือที่เรียกว่าวิธีการต่อแบบความเร็วสูง) และกระแสเอาต์พุตของไดรเวอร์ที่ต้องการมีค่าเท่ากับ 1.4 เท่าของกระแสเฟสของมอเตอร์ ทำให้มอเตอร์มีความร้อนมาก

12. วิธีการตรวจสอบแหล่งจ่ายไฟ DC ของไดรเวอร์มอเตอร์สเต็ปเปอร์?

ก. การกำหนดแรงดันไฟฟ้า

แรงดันไฟฟ้าของไดรเวอร์มอเตอร์สเต็ปเปอร์ไฮบริดโดยทั่วไปจะมีช่วงกว้าง (เช่น แรงดันไฟฟ้าของ IM483 ที่ 12 ~ 48VDC) แรงดันไฟฟ้าของไดรเวอร์มักจะถูกเลือกตามความเร็วในการทำงานและความต้องการการตอบสนองของมอเตอร์ หากมอเตอร์ทำงานเร็วหรือต้องการการตอบสนองที่รวดเร็ว ค่าแรงดันไฟฟ้าก็จะสูงเช่นกัน แต่ควรระวังว่าแรงดันไฟฟ้าของไดรเวอร์จะกระเพื่อมเกินแรงดันไฟฟ้าขาเข้าสูงสุดของไดรเวอร์ มิฉะนั้นไดรเวอร์อาจเสียหายได้

ข. การกำหนดกระแสไฟฟ้า

โดยทั่วไปกระแสไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟจะถูกกำหนดตามกระแสเฟสเอาต์พุต I ของไดรเวอร์ หากใช้แหล่งจ่ายไฟแบบเชิงเส้น กระแสไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟอาจอยู่ที่ 1.1 ถึง 1.3 เท่าของ I หากใช้แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง กระแสไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟอาจอยู่ที่ 1.5 ถึง 2.0 เท่าของ I

 

13. โดยทั่วไปแล้วสัญญาณออฟไลน์ FREE ของไดรเวอร์มอเตอร์สเต็ปไฮบริดจะถูกใช้ภายใต้สถานการณ์ใด

เมื่อสัญญาณออฟไลน์ FREE ต่ำ กระแสไฟฟ้าที่ส่งออกจากไดรเวอร์ไปยังมอเตอร์จะถูกตัด และโรเตอร์ของมอเตอร์จะอยู่ในสถานะอิสระ (สถานะออฟไลน์) ในอุปกรณ์อัตโนมัติบางประเภท หากคุณจำเป็นต้องหมุนเพลามอเตอร์โดยตรง (ด้วยตนเอง) เมื่อไดรฟ์ไม่ได้รับพลังงาน คุณสามารถตั้งค่าสัญญาณ FREE ต่ำเพื่อให้มอเตอร์ออฟไลน์และทำงานหรือปรับแต่งด้วยตนเองได้ หลังจากการทำงานด้วยตนเองเสร็จสิ้น ให้ตั้งค่าสัญญาณ FREE สูงอีกครั้งเพื่อดำเนินการควบคุมอัตโนมัติต่อไป

 

14. วิธีง่ายๆ ในการปรับทิศทางการหมุนของมอเตอร์สเต็ปปิ้งสองเฟสเมื่อมีพลังงานคืออะไร

เพียงจัดตำแหน่ง A+ และ A- (หรือ B+ และ B-) ของสายไฟมอเตอร์และไดรเวอร์ให้ตรงกัน

 

15. ความแตกต่างระหว่างมอเตอร์สเต็ปเปอร์ไฮบริดสองเฟสและห้าเฟสสำหรับการใช้งานคืออะไร

คำถามคำตอบ:

โดยทั่วไปแล้ว มอเตอร์สองเฟสที่มีมุมสเต็ปสูงจะมีคุณสมบัติความเร็วสูงที่ดี แต่ก็มีโซนการสั่นสะเทือนที่ความเร็วต่ำ มอเตอร์ห้าเฟสมีมุมสเต็ปแคบและทำงานได้อย่างราบรื่นที่ความเร็วต่ำ ดังนั้น ความแม่นยำในการทำงานจึงสูง โดยเฉพาะในช่วงความเร็วต่ำ (โดยทั่วไปน้อยกว่า 600 รอบต่อนาที) ควรใช้มอเตอร์ห้าเฟส ในทางกลับกัน หากต้องการประสิทธิภาพความเร็วสูงของมอเตอร์ ควรเลือกมอเตอร์สองเฟสที่มีความแม่นยำและความราบรื่นโดยไม่จำเป็นต้องมีข้อกำหนดมากเกินไป นอกจากนี้ แรงบิดของมอเตอร์ห้าเฟสมักจะมากกว่า 2 นิวตันเมตร สำหรับการใช้งานที่มีแรงบิดต่ำ มักใช้มอเตอร์สองเฟส ในขณะที่ปัญหาความราบรื่นที่ความเร็วต่ำสามารถแก้ไขได้โดยใช้ไดรฟ์แบบแยกย่อย