محركات متدرجةهي أجهزة كهروميكانيكية تُحوّل النبضات الكهربائية مباشرةً إلى حركة ميكانيكية. من خلال التحكم في تسلسل وتردد وعدد النبضات الكهربائية المُطبّقة على ملفات المحرك، يُمكن التحكم في توجيه المحركات الخطوية وسرعتها وزاوية دورانها. دون الحاجة إلى نظام تحكم تغذية راجعة مغلق الحلقة مع استشعار الموضع، يُمكن تحقيق تحكم دقيق في الموضع والسرعة باستخدام نظام تحكم مفتوح الحلقة بسيط ومنخفض التكلفة، يتكون من محرك خطوي ومحركه المُرافق.
يُعدّ المحرك الخطوي، كعنصر تنفيذي، أحد المنتجات الرئيسية في الميكاترونيك، ويُستخدم على نطاق واسع في مختلف أنظمة التحكم الآلي. مع تطور تكنولوجيا الإلكترونيات الدقيقة وتقنيات التصنيع الدقيقة، يتزايد الطلب على المحركات الخطوية يومًا بعد يوم، وتُستخدم المحركات الخطوية وآليات نقل الحركة مع علب التروس في تطبيقات متزايدة، مما يُتيح للجميع اليوم فهم هذا النوع من آليات نقل حركة علب التروس.
كيفية التباطؤمحرك متدرج?
كمحرك محرك شائع الاستخدام ومستخدم على نطاق واسع، يتم استخدام المحرك المتدرج عادةً مع معدات التباطؤ لتحقيق تأثير النقل المثالي؛ ومعدات التباطؤ والطرق المستخدمة بشكل شائع للمحرك المتدرج هي مثل علب تروس التباطؤ، وأجهزة التشفير، وأجهزة التحكم، وإشارات النبض وما إلى ذلك.
تباطؤ إشارة النبضة: تعتمد سرعة محرك السائر على تغير إشارة النبضة المدخلة. نظريًا، عند إعطاء السائق نبضة،محرك متدرجيدور بزاوية خطوة (مقسمة لزاوية خطوة مقسمة). عمليًا، إذا تغيرت إشارة النبضة بسرعة كبيرة، فلن يتمكن محرك السائر، بسبب تأثير التخميد للقوة الدافعة الكهربائية العكسية الداخلية، من تتبع التغيرات في الإشارة الكهربائية، مما يؤدي إلى انسداد وفقدان الخطوة.
تباطؤ علبة تروس التخفيض: يُستخدم محرك متدرج مزود بعلبة تروس تخفيض معًا، ويُنتج محرك المتدرج سرعة عالية وعزم دوران منخفض، متصلًا بعلبة تروس التخفيض، حيث تتشابك تروس التخفيض الداخلية لعلب التروس مع ناقل الحركة المُشكل بنسبة التخفيض، فيُنتج محرك المتدرج سرعة تخفيض عالية، ويُعزز عزم دوران ناقل الحركة، لتحقيق تأثير نقل الحركة المثالي؛ يعتمد تأثير التباطؤ على نسبة تخفيض علبة التروس، فكلما زادت نسبة التخفيض، انخفضت سرعة الخرج، والعكس صحيح.
سرعة التحكم الأسّي للمنحنى: في برمجة البرمجيات، يُحسب أول ثابت زمني مُخزّن في ذاكرة الحاسوب، ويشير العمل إلى الاختيار. عادةً، يكون زمن التسارع والتباطؤ اللازمين لإكمال محرك السائر أكثر من 300 مللي ثانية. إذا استخدمت زمن تسارع وتباطؤ قصيرًا جدًا، فبالنسبة للغالبية العظمى من...محركات متدرجة، سيكون من الصعب تحقيق دوران عالي السرعة للمحرك المتدرج.
التباطؤ المتحكم به بواسطة المشفر: يُستخدم التحكم PID، كطريقة تحكم بسيطة وعملية، على نطاق واسع في محركات السائر. ويعتمد على القيمة المعطاة r (t) وقيمة الخرج الفعلية c (t) التي تُشكل انحراف التحكم e (t)، وهو انحراف التناسب والتكامل والتفاضل من خلال مزيج خطي من كمية التحكم، والتحكم في الكائن المتحكم فيه. يُستخدم مستشعر الموضع المتكامل في محرك السائر الهجين ثنائي الطور، وصُمم مُتحكم سرعة PI قابل للتعديل تلقائيًا على أساس كاشف الموضع والتحكم في المتجه، والذي يُمكن أن يوفر خصائص عابرة مُرضية في ظل ظروف تشغيل مُتغيرة. ووفقًا للنموذج الرياضي للمحرك السائر، تم تصميم نظام التحكم PID للمحرك السائر، وتُستخدم خوارزمية التحكم PID للحصول على كمية التحكم، وذلك للتحكم في المحرك للانتقال إلى الموضع المُحدد.
أخيرًا، تم التحقق من كفاءة التحكم عن طريق المحاكاة، حيث تم التأكد من امتلاكه لخصائص استجابة ديناميكية جيدة. يتميز استخدام وحدة تحكم PID بمزايا البنية البسيطة والمتانة والموثوقية، إلا أنه لا يستطيع التعامل بفعالية مع المعلومات غير المؤكدة في النظام.
وقت النشر: ٧ أبريل ٢٠٢٤