정상 작동 시에는 다음과 같습니다.스테퍼 모터모터는 수신된 제어 펄스마다 한 스텝 각도, 즉 한 스텝씩 전진합니다. 제어 펄스가 연속적으로 입력되면 모터는 그에 따라 연속적으로 회전합니다. 스텝 모터의 스텝 불일치에는 스텝 손실과 스텝 초과가 포함됩니다. 스텝 손실은 로터가 전진한 스텝 수가 펄스 수보다 적은 경우이고, 스텝 초과는 로터가 전진한 스텝 수가 펄스 수보다 많은 경우입니다. 스텝 손실과 스텝 초과 시의 전진 스텝 수는 실행 펄스 수의 정수배와 같습니다. 심각한 스텝 손실은 로터가 한 위치에 고정되거나 그 위치를 중심으로 진동하게 만들고, 심각한 스텝 초과는 모터가 오버슈트를 일으키게 합니다.
단계적 손실 원인 및 전략
(1) 회전자의 가속도는 회전 자기장의 가속도보다 느리다스테퍼 모터
설명:
회전자의 가속도가 스테퍼 모터의 회전 자기장보다 느릴 때, 즉 위상 변화 속도보다 낮을 때, 스테퍼 모터는 탈조 현상을 일으킵니다. 이는 모터에 공급되는 전력이 부족하고, 스테퍼 모터에서 발생하는 동기 토크가 회전자 속도가 고정자 자기장의 회전 속도를 따라가지 못하게 하여 탈조를 유발하기 때문입니다. 스테퍼 모터의 동적 출력 토크는 연속 동작 주파수가 증가함에 따라 감소하므로, 이보다 높은 동작 주파수에서는 탈조 손실이 발생합니다. 이러한 탈조 손실은 스테퍼 모터의 토크가 부족하고 구동력이 충분하지 않음을 나타냅니다.
해결책:
a. 스테핑 모터 자체에서 발생하는 전자기 토크를 증가시킨다. 정격 전류 범위 내에서는 구동 전류를 증가시키고, 토크가 부족한 고주파수 범위에서는 구동 회로의 구동 전압을 높이거나, 토크가 큰 스테핑 모터로 교체하는 등의 방법을 사용할 수 있다. b. 스테핑 모터가 극복해야 하는 토크를 줄인다. 모터의 출력 토크를 증가시키기 위해 모터 동작 주파수를 적절히 낮추거나, 회전자가 충분한 에너지를 얻도록 가속 시간을 길게 설정하는 등의 방법을 사용할 수 있다.
(2) 회전자의 평균 속도는 고정자 자기장의 평균 회전 속도보다 높다
설명:
회전자의 평균 회전 속도가 고정자 자기장의 평균 회전 속도보다 높을 때, 고정자에 여자 및 여자되는 시간이 회전자가 다음 스텝으로 회전하는 데 필요한 시간보다 길어지면, 회전자는 스텝 과정에서 과도한 에너지를 얻게 되어 스텝 모터의 출력 토크가 증가하고 결국 오버스텝이 발생합니다. 특히 부하를 상하로 움직이는 장치를 구동하는 데 스텝 모터를 사용할 경우, 부하가 하강할 때 모터에 필요한 토크가 감소하기 때문에 오버스텝 현상이 발생할 가능성이 더 높습니다.
해결책:
스테핑 모터의 출력 토크를 줄이려면 스테핑 모터의 구동 전류를 줄여야 합니다.
(3) 관성스테핑 모터그리고 그것이 싣는 하중
설명:
스테핑 모터 자체의 관성과 모터가 싣고 있는 부하 때문에 작동 중에 모터를 즉시 시동 및 정지할 수 없으며, 시동 시에는 스텝 손실이 발생하고 정지 시에는 스텝 초과가 발생합니다.
해결책:
가속 및 감속 과정을 통해, 즉 낮은 속도에서 출발하여 점차 특정 속도까지 가속한 다음, 정지할 때까지 점차 감속하는 방식이 스테퍼 구동 시스템의 신뢰성, 효율성 및 정확성을 보장하는 핵심 요소입니다.
(4) 스텝 모터의 공진
설명:
공진 또한 스텝 불량의 원인 중 하나입니다. 스테퍼 모터가 연속 동작 중일 때, 제어 펄스의 주파수가 스테퍼 모터의 고유 주파수와 같으면 공진이 발생합니다. 하나의 제어 펄스 주기 동안 진동이 충분히 감쇠되지 않고 다음 펄스가 이어지면서 공진 주파수 부근에서 동적 오차가 최대가 되어 스테퍼 모터의 스텝 불량을 초래합니다.
해결책:
스테퍼 모터의 구동 전류를 적절히 줄이고, 분할 구동 방식을 사용하며, 기계적 감쇠 방식을 포함한 감쇠 방식을 사용하면 모터 진동을 효과적으로 제거하고 탈조 현상을 방지할 수 있습니다.
(5) 방향 전환 시 맥박 소실
설명:
이 방법은 어느 방향에서든 정확하지만, 방향이 바뀌는 순간부터 오차가 누적되며, 방향 전환 횟수가 많을수록 오차가 커진다는 것이 밝혀졌습니다.
해결책:
일반적인 스테퍼 드라이브는 방향 및 펄스 신호에 대해 몇 가지 요구 사항을 가지고 있습니다. 예를 들어, 첫 번째 펄스의 신호 방향은 상승 에지 또는 하강 에지를 따라야 하며(드라이브 종류에 따라 요구 사항이 다를 수 있음), 신호 도달 몇 마이크로초 전에 방향을 결정해야 합니다. 그렇지 않으면 펄스의 동작 각도가 실제 필요한 방향과 반대가 되어 결국 고장이 발생합니다. 이러한 오차가 클수록 고장 발생 빈도가 높아지며, 작은 오차일수록 고장이 더 두드러집니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 주로 소프트웨어적으로 펄스 전송 로직을 변경하거나 지연 시간을 추가하는 방법을 사용합니다.
(6) 소프트웨어 결함
설명:
제어 절차에서 단계 손실이 발생하는 것은 드문 일이 아니므로 제어 프로그램에 문제가 없는지 확인해야 합니다.
해결책:
문제의 원인을 한동안 찾지 못할 경우, 엔지니어들이 스테퍼 모터를 일정 시간 동안 작동시켜 원점 복귀를 시도할 수도 있습니다.
게시 시간: 2024년 3월 19일