يُقصد بعدم التزامن عدم وصول النبضة إلى الموضع المحدد. أما التجاوز فهو عكس عدم التزامن، أي تجاوز الموضع المحدد.
محركات الخطوةتُستخدم هذه المحركات غالبًا في أنظمة التحكم بالحركة حيث يكون التحكم بسيطًا أو حيث يُشترط انخفاض التكلفة. وتتمثل ميزتها الأكبر في التحكم في الموضع والسرعة بطريقة الحلقة المفتوحة. ولكن نظرًا لكونها تحكمًا مفتوح الحلقة، فإن موضع الحمل لا يتلقى أي تغذية راجعة من حلقة التحكم، ويجب على المحرك الخطوي الاستجابة بدقة لكل تغيير في الإثارة. إذا لم يتم اختيار تردد الإثارة بشكل صحيح، فلن يتمكن المحرك الخطوي من الانتقال إلى الموضع الجديد. سيظهر الموضع الفعلي للحمل في خطأ دائم مقارنةً بالموضع المتوقع من قِبل وحدة التحكم، أي أنه يُتوقع حدوث ظاهرة عدم التزامن أو تجاوز. لذلك، في نظام التحكم مفتوح الحلقة للمحرك الخطوي، يُعد منع فقدان الخطوة والتجاوز أمرًا أساسيًا لضمان التشغيل السليم لهذا النظام.
تحدث ظواهر عدم التزامن والتجاوز عندمامحرك متدرجيبدأ النظام ويتوقف، على التوالي. بشكل عام، يكون حد تردد بدء تشغيل النظام منخفضًا نسبيًا، بينما تكون سرعة التشغيل المطلوبة غالبًا عالية نسبيًا. إذا بدأ النظام مباشرةً عند سرعة التشغيل المطلوبة، ولأن السرعة قد تجاوزت الحد المسموح به، فلن يتمكن النظام من بدء التشغيل بشكل صحيح، وقد يبدأ بفقدان خطوة، وقد لا يبدأ على الإطلاق، مما يؤدي إلى توقف الدوران. بعد تشغيل النظام، إذا تم الوصول إلى نقطة النهاية، يتم إيقاف إرسال النبضات فورًا، وبالتالي يتوقف النظام على الفور. بعد ذلك، وبسبب قصور النظام الذاتي، سيعود محرك الخطوة إلى وضع التوازن المطلوب من قبل وحدة التحكم.
للتغلب على ظاهرة فقدان الخطوة وتجاوزها، ينبغي إضافة تحكم مناسب في التسارع والتباطؤ إلى عملية بدء وإيقاف التشغيل. نستخدم عادةً: بطاقة تحكم الحركة كوحدة تحكم رئيسية، ووحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC) مزودة بوظائف تحكم، ووحدة تحكم دقيقة (Microcontroller) للتحكم في تسارع وتباطؤ الحركة، مما يساهم في التغلب على ظاهرة فقدان الخطوة وتجاوزها.
بعبارات بسيطةعندما يستقبل مشغل المحرك المتدرج إشارة نبضية، فإنه يقوم بتشغيلمحرك متدرجيُستخدم المحرك الخطوي للدوران بزاوية ثابتة (وخطوة محددة) في الاتجاه المطلوب. يُمكن التحكم في عدد النبضات للتحكم في مقدار الإزاحة الزاوية، وذلك لتحقيق دقة عالية في تحديد المواقع. كما يُمكن التحكم في تردد النبضات للتحكم في سرعة وتسارع دوران المحرك، وذلك لتنظيم السرعة. يتميز المحرك الخطوي بمعامل تقني: تردد بدء التشغيل بدون حمل، أي أن المحرك يبدأ التشغيل بشكل طبيعي عند تردد نبضات بدون حمل. إذا كان تردد النبضات أعلى من تردد بدء التشغيل بدون حمل، فلن يبدأ المحرك بشكل صحيح، وقد يحدث فقدان للخطوات أو توقف مفاجئ. في حالة وجود حمل، يجب أن يكون تردد بدء التشغيل أقل. إذا كان المحرك سيدور بسرعة عالية، فيجب أن يكون لتردد النبضات عملية تسارع مناسبة، أي أن يكون تردد بدء التشغيل منخفضًا ثم يرتفع تدريجيًا إلى التردد العالي المطلوب بتسارع معين (تزداد سرعة المحرك من سرعة منخفضة إلى سرعة عالية).
التردد الابتدائي = السرعة الابتدائية × عدد الخطوات لكل دورة.سرعة بدء التشغيل بدون حمل هي سرعة دوران المحرك الخطوي مباشرةً دون تسارع أو تباطؤ أو حمل. عند دوران المحرك، تتشكل محاثة عكسية في كل طور من أطوار ملفات المحرك؛ وكلما زاد التردد، زادت هذه المحاثة. ونتيجةً لذلك، يزداد تردد المحرك (أو سرعته) ويقل تيار الطور، مما يؤدي إلى انخفاض عزم الدوران.
لنفترض أن عزم الدوران الكلي الناتج عن المخفض هو T1، وسرعة الخرج هي N1، ونسبة التخفيض هي 5:1، وزاوية خطوة المحرك المتدرج هي A. عندئذٍ، تكون سرعة المحرك: 5*(N1)، وبالتالي يجب أن يكون عزم الدوران الناتج عن المحرك (T1)/5، ويجب أن يكون تردد تشغيل المحرك
بما أن 5*(N1)*360/A، يجب عليك النظر إلى منحنى خصائص العزم والتردد: النقطة الإحداثية [(T1)/5, 5*(N1)*360/A] لا تقع أسفل منحنى خصائص التردد (منحنى العزم والتردد الابتدائي). إذا كانت أسفل منحنى العزم والتردد، يمكنك اختيار هذا المحرك. أما إذا كانت أعلى منحنى العزم والتردد، فلا يمكنك اختيار هذا المحرك لأنه سيفقد تناسقه، أو لن يدور على الإطلاق.
هل تحدد حالة التشغيل؟ تحتاج إلى تحديد السرعة القصوى، وإذا تم تحديدها، فيمكنك الحساب وفقًا للصيغة المذكورة أعلاه (بناءً على السرعة القصوى للدوران وحجم الحمل، يمكنك تحديد ما إذا كان محرك الخطوة الذي اخترته الآن مناسبًا، وإذا لم يكن كذلك، فيجب عليك أيضًا معرفة نوع محرك الخطوة الذي يجب اختياره).
بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يظل تردد محرك الخطوة ثابتًا عند بدء التشغيل بعد تحميله، ثم يتم زيادة التردد لاحقًا، لأنمحرك متدرجيجب أن يكون لمنحنى تردد العزم في الواقع اثنان، أحدهما يمثل منحنى تردد العزم الابتدائي، والآخر يمثل منحنى تردد العزم خارج منحنى تردد العزم. يمثل هذا المنحنى معنى: بدء تشغيل المحرك عند تردد البدء، وبعد اكتمال البدء يمكن زيادة الحمل، لكن المحرك لن يفقد حالة الخطوة؛ أو بدء تشغيل المحرك عند تردد البدء، وفي حالة الحمل الثابت، يمكنك زيادة سرعة التشغيل بشكل مناسب، لكن المحرك لن يفقد حالة الخطوة.
ما سبق هو مقدمة عن محرك الخطوة الذي لا يواكب الخطوات ويتجاوزها.
إذا كنتم ترغبون في التواصل والتعاون معنا، فلا تترددوا في الاتصال بنا!
نتفاعل بشكل وثيق مع عملائنا، فنستمع إلى احتياجاتهم ونلبي طلباتهم. ونؤمن بأن الشراكة المربحة للطرفين تقوم على جودة المنتج وخدمة العملاء.
تاريخ النشر: 3 أبريل 2023