ステッピングモータとは？　仕組み，種類，使い方（駆動方式・制御方法），特徴

1. Ano ang stepping motor (pulse motor, step motor)?

Ang stepping motor ay isang uri ng kontroladong motor na gumagalaw at umiikot sa isang nakapirming anggulo tulad ng orasan sa pamamagitan ng pagpapalit ng phase kung saan dumadaloy ang kuryente. Maaari itong iposisyon nang walang sensor. Tinatawag din itong pulse motor, step, o stepper motor.

2. Mga uri ng stepping motor

Ang mga stepping motor ay inuuri sa 2-phase, 3-phase, at 5-phase na uri depende sa kanilang istraktura.
Ang anggulong kayang igalaw ng isang stepping motor, na umiikot na parang orasan, sa isang pulso ay tinatawag na "reference step angle." Kung mas pino ang reference step angle, mas makinis at mas tumpak ang magiging galaw.

3. Sistema at drayber ng stepping motor drive

Kinakailangan ang isang driver upang magpatakbo ng stepping motor. Kapag gumagawa ng driver, pakitandaan na para sa mga two-phase motor, ang drive circuit ay nag-iiba depende sa kung ito ay bipolar o unipolar drive. Para sa mga three-phase at five-phase motor, kinakailangan ang isang driver na maaaring magpasa ng kuryente sa magkabilang direksyon.

Bukod pa rito, dahil ang mga two-phase at three-phase stepping motor ay may simpleng istrukturang paikot-ikot, maaari silang paikutin gamit ang parehong drive circuit, anuman ang tagagawa. Gayunpaman, ang mga five-phase stepping motor ay may kumplikadong istrukturang paikot-ikot, at walang iisang kombinasyon o pagkakasunud-sunod ng mga phase na kailangang ilapat upang paikutin ang motor. Samakatuwid, kapag gumagamit ng five-phase stepping motor, dapat maging maingat sa pagpili ng driver na gagamitin.

4. Paano kontrolin at patakbuhin ang isang stepping motor

Una, tungkol sa mga signal ng pulse command, ito ay mga electrical signal na paulit-ulit na nagpapa-ON/OFF ng boltahe (HI/LOW). Ang isang HI/LOW cycle ay binibilang bilang isang pulse.
Ang mga pulse signal ay ipinapasok sa driver mula sa isang host controller, at ang anggulo ng pag-ikot ay kinokontrol ng bilang ng mga pulse signal na ito.

Kontrol ng bilis ng stepping motor

Ang bilis ng pag-ikot ay kinokontrol ng densidad ng bilang ng pulso. Kung ang isang pulso ay umiikot sa isang anggulo ng sangguniang hakbang, ang pagpapadala ng 10 pulso bawat segundo ay mag-iikot ng mas malaking anggulo bawat segundo kaysa sa pagpapadala ng isang pulso bawat segundo. Samakatuwid, mas mataas ang dalas ng pulso, mas mabilis ang bilis ng pag-ikot.

Kontrol sa posisyon ng stepping motor

Ang mga kamakailang drayber ay gumamit ng isang microstep na pamamaraan na nagbibigay-daan para sa tumpak na kontrol sa dami ng kuryenteng dumadaloy sa bawat phase, na nagbibigay-daan sa pagpoposisyon sa mga anggulong mas maliit kaysa sa reference step angle ng motor, sa gayon ay nagbibigay-daan sa mas tumpak na pagkontrol sa posisyon.

• Ganap na kontrol sa hakbang: Inililipat ang anggulo ng sangguniang hakbang gamit ang isang pulso.
• Kontrol sa kalahating hakbang: Isang pulso ang gumagalaw ng 1/2 ng anggulo ng sangguniang hakbang.
• 1/n microstep control: Isang pulso ang gumagalaw sa 1/n reference step angle.

5. Mga Kalamangan at Benepisyo ng mga Stepping Motor

Bentahe 1: Madaling kontrolin

Madali itong paikutin sa pamamagitan lamang ng pag-on at off nang tama ng driver transistor. Ang bilis ng pag-ikot ay madali ring mapataas sa pamamagitan lamang ng pagpapabilis ng on/off timing.

Bentahe 2: Posibleng gawing simple ang sistema

Madaling makontrol ang motor sa pamamagitan ng paglalagay ng mga pulso at ang kanilang dalas sa driver, na nag-aalis ng pangangailangan para sa isang kumplikadong controller. Bukod pa rito, ang pinakamagandang katangian ng mga stepping motor ay maaari nilang kontrolin ang posisyon at bilis nang walang detector, na nagpapadali sa sistema.

Bentahe 3: Posibleng bumuo ng isang murang sistema

Simple lang ang driver, hindi kailangan ng detector, at hindi kailangan ng kumplikadong controller, kaya maaaring itayo ang sistema nang mura.

Bentahe 4: Posible ang matatag na paghinto

Dahil ang stepping motor ay isang motor na humihinto gamit ang magnetic force, bumubuo ito ng stopping force (pumipigil sa torque) at tumitigil nang matatag.

6. Mga halimbawa ng aplikasyon ng stepping motor

Bagama't hindi natin direktang nakikita ang mga stepping motor sa ating pang-araw-araw na buhay, gumagana ang mga ito sa loob ng maraming makina na sumusuporta sa ating buhay sa iba't ibang sitwasyon. Saan talaga sila ginagamit? Ang ilang karaniwang halimbawa ay nakalista sa ibaba.

• Mga stepping motor na ginagamit sa mga robot
• Mga stepping motor na ginagamit sa mga 3D printer
• Mga stepping motor na ginagamit sa mga copy machine
• Mga stepping motor na ginagamit sa kagamitan sa inspeksyon ng circuit board
• Mga stepping motor na ginagamit sa mga awtomatikong ticket gate
• Mga stepping motor na ginagamit sa mga wire processing machine
• Mga stepping motor na ginagamit sa mga slot machine
• Mga stepping motor na ginagamit sa mga laro ng crane
• Mga stepping motor na ginagamit sa mga surveillance camera

Para sa karagdagang impormasyon, pakitingnan ang "Ano ang stepping motor? Mga aplikasyon at halimbawa ng paggamit ng stepping motor."​

7. Mga tampok at pag-iingat ng stepping motor

Babala 1: Pagkawala ng synchronization

Bagama't hindi kinakailangan ang mga sensor, dahil hindi pa nakumpirma ang posisyon, hindi posibleng mapansin kung ang motor ay hindi gumagalaw ayon sa mga tagubilin (stepping out). Kung ikukumpara sa mga servo motor na gumagamit ng closed-loop control, ito ay hindi gaanong maaasahan.

Babala 2: Mataas na lagnat

Nalilikha ang init dahil nalilikha ang holding torque kahit na nakatigil ang makina.

Pag-iingat 3: Panginginig ng boses

Ang motor ay umiikot sa isang nakapirming anggulo at gumagalaw nang paisa-isang hakbang, tulad ng pag-akyat o pagbaba sa hagdanan, kaya hindi maiiwasang mag-vibrate ito kapag gumagalaw.

8. Paghahambing ng mga Servo Motor at Stepping Motor

Petsa ng paglabas: 2021-03-15 00:00