I. ĮVADAS
Žingsninis variklis, kaip ypatingas variklio tipas, užima svarbią vietą šiuolaikinėje pramonės valdymo sistemoje. Dėl unikalaus valdymo metodo ir plataus pritaikymo spektro žingsninis variklis yra pagrindinis komponentas automatikos valdymo srityje. Šiame darbe pradėsime nuo žingsninio variklio valdymo principo, išsamiai aptarsime jo veikimo principą, charakteristikas ir pritaikymo pavyzdžius įvairiose srityse, kad skaitytojams būtų suteikta visapusiška ir nuodugni informacija.
II. Žingsninio variklio valdymo principas
Žingsninis variklis yra tam tikras elektrinio impulso signalas, paverčiamas kampiniu variklio poslinkiu arba linijos poslinkiu. Jo valdymo principas daugiausia apima impulsų signalų įvedimą ir pavaros srovės valdymą dviem aspektais.
Impulsinio signalo įvestis
Žingsninio variklio sukimasis yra valdomas įvedant impulsinius signalus. Impulsinius signalus gali generuoti perjungimo grandinė arba kompiuteris ar kita valdymo sistema. Impulsinio signalo dažnis lemia žingsninio variklio sukimosi greitį, o impulsų signalų skaičius lemia žingsninio variklio sukimosi kampą. Kai impulsinis signalas įvedamas į vieną iš žingsninio variklio statoriaus ritių, ritė sukuria magnetinį lauką. Pagal elektromagnetinės indukcijos dėsnį, šis magnetinis laukas sukurs sukimo momentą ant rotoriaus, todėl jis pasisuks tam tikru kampu. Kai impulsinis signalas nebeįvedamas, magnetinis laukas taip pat išnyksta ir rotorius nustoja suktis. Jei impulsinis signalas įvedamas nuolat, žingsninis variklis ir toliau suksis.
Pavaros srovės valdymas
Žingsninio variklio ritė paprastai apvyniojama izoliacine medžiaga, kad būtų išvengta srovės praradimo. Pavaros srovė valdoma įjungiant tinkamą įtampą žingsninio variklio statoriaus ritei. Pagal Omo dėsnį srovės ir įtampos santykis yra lygus ritės varžai. Keičiant įtampą, galima valdyti srovę ritėje, o tai savo ruožtu valdo žingsninio variklio sukimosi greitį ir sukimo momentą. Praktikoje vairuotojas dažnai naudojamas žingsninio variklio pavaros srovei valdyti. Vairuotojas gauna išorinį impulsinį signalą ir srovės signalą perduoda į statoriaus ritę per srovės stiprintuvą. Be to, keičiant srovės kryptį statoriaus ritėje, galima keisti žingsninio variklio sukimosi kryptį.
III. Stepper variklių charakteristikos
Žingsninis variklis turi šias svarbias savybes:
Tikslus valdymas:Žingsninis variklis gali tiksliai valdyti kampinį poslinkį arba linijos poslinkį, valdydamas impulsų signalų dažnį ir skaičių.
Greitas{0}}reagavimas:žingsninis variklis greitai reaguoja į impulsų signalą ir gali greitai užbaigti veiksmą.
Geras stabilumas:žingsninis variklis veikia stabiliai ir nėra lengvai veikiamas išorinių trukdžių.
Didelis patikimumas:žingsninio variklio konstrukcija yra paprasta, mažiau dalių, todėl jis pasižymi dideliu patikimumu.
IV. Žingsninio variklio taikymo pavyzdžiai
Žingsninis variklis yra plačiai naudojamas įvairiose srityse dėl savo unikalaus valdymo metodo ir puikių eksploatacinių savybių. Toliau pateikiami keli tipiniai taikymo pavyzdžiai:
Minkštasis diskas
Minkštojo disko atmintyje žingsninis variklis naudojamas sukliui sukti, kad diskas būtų sukamas disko įvorėje. Tuo pačiu metu žingsninis variklis varo magnetinės galvutės vežimėlį per perdavimo mechanizmą, kuris paverčia žingsnio kampą į magnetinės galvutės poslinkį, kad būtų galima skaityti ir įrašyti disko duomenis. Kiekvienam žingsninio variklio žingsniui magnetinė galvutė juda vienu takeliu.
Adatos spausdintuvo diskas
Smeigtukų spausdintuve žingsninis variklis naudojamas spausdinimo galvutei sukti šoniniu judesiu. Spausdinimo galvutės žingsniavimo greitis nustatomas pagal pavaros impulsų skaičių per laiko vienetą, o keičiant žingsniavimo greitį keičiasi spausdinimo žingsnis. Ši programa išnaudoja visus tikslaus žingsninio variklio valdymo ir didelio greičio atsako privalumus.
Kompiuterinės siuvinėjimo mašinos tvarkyklė
Kompiuterinės siuvinėjimo mašinos kuriamos kompiuterizuotų siuvimo mašinų pagrindu. Kompiuterinėse siuvinėjimo mašinose žingsniniai varikliai naudojami stalui valdyti plokštuminiam judėjimui, tuo pačiu stebint suklio variklio, varančio siuvinėjimo adatą aukštyn ir žemyn, sukimąsi. Valdant žingsninio variklio trajektoriją ir greitį, galima realizuoti įvairius sudėtingus siuvinėjimo modelius.
Kompiuterizuotas braižytuvas
Žingsniniai varikliai plačiai naudojami kompiuterizuotuose braižytuvuose, nes jie gali tiksliai konvertuoti impulsus į kampinius arba tiesinius poslinkius. Valdydamas žingsninio variklio trajektoriją ir greitį, braižytuvas gali nubrėžti norimas trajektorijos kreives ant plokščio paviršiaus tiksliai leistinoje diapazone.
Apdirbimo įranga
Žingsniniai varikliai taip pat plačiai naudojami apdirbimo įrangoje kaip pavaros mechaninėms judančioms dalims valdyti. Kai naudojamas atviros-kilpos valdymas, sistemos struktūra yra paprasta ir turi tam tikrą judesio valdymo tikslumą.
V. Išvada
Apibendrinant galima teigti, kad žingsninis variklis vaidina svarbų vaidmenį šiuolaikinėje pramoninio valdymo sistemoje, turintis tikslų valdymą, greitą atsaką, gerą stabilumą ir didelį patikimumą. Išsamiai supratę žingsninių variklių valdymo principą ir išanalizavę taikymo pavyzdžius, galime geriau įsisavinti žingsninių variklių naudojimą ir pritaikymo scenarijus bei labiau prisidėti prie pramonės automatikos valdymo srities plėtros.