1. ما هو المحرك المتدرج؟
محرك السائر هو مُشغِّل يُحوِّل النبضات الكهربائية إلى إزاحة زاوية. ببساطة، عندما يستقبل مُشغِّل محرك السائر إشارة نبضية، يُحرِّكه ليدور بزاوية ثابتة (وزاوية خطوة) في الاتجاه المُحدَّد. يُمكن التحكم في عدد النبضات للتحكم في الإزاحة الزاوية، وذلك لتحقيق دقة تحديد الموقع؛ وفي الوقت نفسه، يُمكن التحكم في تردد النبضات للتحكم في سرعة دوران المحرك وتسارعه، وذلك لتحقيق دقة ضبط السرعة.
2. ما هي أنواع المحركات المتدرجة الموجودة؟
هناك ثلاثة أنواع من المحركات الخطوية: المغناطيس الدائم (PM)، والتفاعلي (VR)، والهجين (HB). عادةً ما يكون المحرك الخطوي ذو المغناطيس الدائم ثنائي الطور، بعزم دوران وحجم أصغر، وزاوية خطوة تتراوح عادةً بين 7.5 درجة و15 درجة؛ أما المحرك الخطوي التفاعلي، فهو ثلاثي الطور، بعزم دوران كبير، وزاوية خطوة تبلغ 1.5 درجة، إلا أن الضوضاء والاهتزازات عالية. في أوروبا والولايات المتحدة والدول المتقدمة الأخرى، تم الاستغناء عن المحرك الخطوي الهجين في ثمانينيات القرن الماضي؛ وهو مزيج من نوع المغناطيس الدائم ومزايا نوع التفاعل. وينقسم إلى محرك ثنائي الطور ومحرك خماسي الطور: زاوية خطوة ثنائية الطور 1.8 درجة، وزاوية خطوة خماسية الطور 0.72 درجة. يُعد هذا النوع من المحركات الخطوية الأكثر استخدامًا.
3. ما هو عزم الإمساك (HOLDING TORQUE)؟
يشير عزم التثبيت (HOLDING TORQUE) إلى عزم تثبيت الجزء الثابت للدوار عند تشغيل المحرك الخطوي دون دورانه. يُعد هذا العزم من أهم معايير المحرك الخطوي، وعادةً ما يكون عزم دوران المحرك الخطوي عند السرعات المنخفضة قريبًا من عزم التثبيت. ونظرًا لأن عزم خرج المحرك الخطوي يتناقص باستمرار مع ازدياد السرعة، وتتغير طاقة الخرج مع ازدياد السرعة، فإن عزم التثبيت يُعد من أهم معايير قياس المحرك الخطوي. على سبيل المثال، عندما يُقال "محرك خطوي 2 نيوتن متر"، فهذا يعني محركًا خطويًا بعزم تثبيت قدره 2 نيوتن متر دون تعليمات خاصة.
4. ما هو عزم التثبيت؟
عزم التثبيت هو عزم الدوران الذي يقفل به الجزء الثابت الدوار عندما لا يتم تنشيط المحرك المتدرج. لا يتم ترجمة عزم التثبيت بطريقة موحدة في الصين، وهو أمر من السهل أن يُساء فهمه؛ نظرًا لأن دوار المحرك المتدرج التفاعلي ليس مادة مغناطيسية دائمة، فإنه لا يحتوي على عزم التثبيت.
٥. ما هي دقة المحرك المتدرج؟ هل هي تراكمية؟
بشكل عام، دقة المحرك المتدرج هي 3-5% من زاوية الخطوة، وهي ليست تراكمية.
6. ما هو الحد الأقصى لدرجة الحرارة المسموح بها على الجزء الخارجي من المحرك المتدرج؟
ستؤدي درجة الحرارة العالية للمحرك المتدرج أولاً إلى إزالة المغناطيسية من المادة المغناطيسية للمحرك، مما سيؤدي إلى انخفاض عزم الدوران أو حتى الخروج عن الخطوة، لذلك يجب أن تعتمد أقصى درجة حرارة مسموح بها للجزء الخارجي من المحرك على نقطة إزالة المغناطيسية للمادة المغناطيسية للمحركات المختلفة؛ بشكل عام، تكون نقطة إزالة المغناطيسية للمادة المغناطيسية أكثر من 130 درجة مئوية، وبعضها يصل إلى أكثر من 200 درجة مئوية، لذلك من الطبيعي تمامًا أن تكون درجة حرارة الجزء الخارجي من المحرك المتدرج في نطاق درجة حرارة 80-90 درجة مئوية.
7. لماذا ينخفض عزم المحرك المتدرج مع زيادة سرعة الدوران؟
عند دوران المحرك الخطوي، تُشكّل محاثة كل طور من أطوار لفّ المحرك قوة دافعة كهربائية عكسية؛ وكلما ارتفع التردد، زادت القوة الدافعة الكهربائية العكسية. تحت تأثيرها، ينخفض تيار طور المحرك مع زيادة التردد (أو السرعة)، مما يؤدي إلى انخفاض عزم الدوران.
8. لماذا يمكن للمحرك المتدرج أن يعمل بشكل طبيعي بسرعات منخفضة، ولكن إذا كانت أعلى من سرعة معينة لا يمكن أن يبدأ، ويصاحب ذلك صوت صفير؟
للمحرك الخطوي معلمة تقنية: تردد بدء التشغيل بدون حمل، أي أن تردد النبضة يمكن أن يبدأ بشكل طبيعي بدون حمل. إذا تجاوز تردد النبضة هذه القيمة، فلن يبدأ المحرك بشكل طبيعي، وقد يفقد الخطوة أو يتوقف. في حالة الحمل، يجب أن يكون تردد البدء أقل. لتحقيق سرعة دوران عالية، يجب تسريع تردد النبضة، أي أن يكون تردد البدء منخفضًا، ثم يزداد إلى التردد العالي المطلوب (سرعة المحرك من منخفضة إلى عالية) عند تسارع معين.
9. كيفية التغلب على الاهتزاز والضوضاء لمحرك الخطو الهجين ثنائي الطور بسرعة منخفضة؟
يعد الاهتزاز والضوضاء من العيوب المتأصلة في محركات السائر عند الدوران بسرعات منخفضة، والتي يمكن التغلب عليها عمومًا من خلال البرامج التالية:
أ. إذا كان المحرك المتدرج يعمل في منطقة الرنين، فيمكن تجنب منطقة الرنين عن طريق تغيير ناقل الحركة الميكانيكي مثل نسبة التخفيض؛
ب. اعتماد برنامج التشغيل مع وظيفة التقسيم، وهي الطريقة الأكثر استخدامًا والأسهل؛
ج. استبداله بمحرك متدرج بزاوية خطوة أصغر، مثل محرك متدرج ثلاثي الطور أو خماسي الطور؛
د. التحول إلى محركات سيرفو التيار المتردد، والتي يمكنها التغلب على الاهتزاز والضوضاء بشكل كامل تقريبًا، ولكن بتكلفة أعلى؛
هـ. في عمود المحرك مع المثبط المغناطيسي، يوجد في السوق مثل هذه المنتجات، لكن البنية الميكانيكية للتغيير الأكبر.
10. هل يمثل تقسيم المحرك الدقة؟
إن استيفاء محرك السائر هو في الأساس تقنية تخميد إلكترونية (يرجى الرجوع إلى المراجع ذات الصلة)، والغرض الرئيسي منها هو تخفيف أو إزالة الاهتزازات منخفضة التردد لمحرك السائر، وتحسين دقة تشغيل المحرك ليس إلا وظيفة عرضية لتقنية الاستيفاء. على سبيل المثال، بالنسبة لمحرك سائر هجين ثنائي الطور بزاوية خطوة 1.8 درجة، إذا تم ضبط رقم استيفاء مُشغل الاستيفاء على 4، فإن دقة تشغيل المحرك تكون 0.45 درجة لكل نبضة. كما يعتمد وصول دقة المحرك إلى 0.45 درجة أو اقترابها منها على عوامل أخرى مثل دقة التحكم في تيار الاستيفاء لمُشغل الاستيفاء. قد تختلف دقة المحركات الفرعية المُقسّمة اختلافًا كبيرًا بين الشركات المُصنّعة؛ فكلما كبرت نقاط الاستيفاء، زادت صعوبة التحكم في الدقة.
11. ما هو الفرق بين الاتصال التسلسلي والاتصال المتوازي للمحرك المتدرج الهجين رباعي الطور والسائق؟
يعمل محرك الخطو الهجين رباعي الطور عادةً بواسطة مُشغِّل ثنائي الطور، ولذلك يُمكن استخدام التوصيل التسلسلي أو المتوازي لتوصيل المحرك رباعي الطور بنظام ثنائي الطور. يُستخدم التوصيل التسلسلي عادةً عندما تكون سرعة المحرك عالية نسبيًا، ويكون تيار خرج المُشغِّل المطلوب 0.7 مرة من تيار الطور، مما يُقلل من تسخين المحرك؛ بينما يُستخدم التوصيل المتوازي عندما تكون سرعة المحرك عالية نسبيًا (تُعرف أيضًا باسم التوصيل عالي السرعة)، ويكون تيار خرج المُشغِّل المطلوب 1.4 مرة من تيار الطور، مما يُقلل من تسخين المحرك.
12. كيفية تحديد مصدر الطاقة DC لمحرك السائر؟
أ. تحديد الجهد
عادةً ما يكون جهد مصدر طاقة محرك السائر الهجين واسع النطاق (مثل جهد مصدر طاقة IM483 من 12 إلى 48 فولت تيار مستمر)، ويتم اختيار جهد مصدر الطاقة عادةً وفقًا لسرعة تشغيل المحرك ومتطلبات الاستجابة. إذا كانت سرعة تشغيل المحرك عالية أو متطلبات الاستجابة سريعة، فإن قيمة الجهد تكون عالية أيضًا، ولكن انتبه إلى أن تموج جهد مصدر الطاقة لا يمكن أن يتجاوز الحد الأقصى لجهد دخل المحرك، وإلا فقد يتلف المحرك.
ب. تحديد التيار
يُحدَّد تيار مصدر الطاقة عادةً بناءً على تيار طور الخرج I للمحرك. في حالة استخدام مصدر طاقة خطي، يمكن أن يكون تيار مصدر الطاقة أكبر من I بمقدار 1.1 إلى 1.3 مرة. وفي حالة استخدام مصدر طاقة تبديلي، يمكن أن يكون تيار مصدر الطاقة أكبر من I بمقدار 1.5 إلى 2.0 مرة.
13. في أي الظروف يتم استخدام الإشارة غير المتصلة بالإنترنت مجانًا لمحرك المحرك الخطوي الهجين بشكل عام؟
عندما تكون إشارة "حر" (FREE) غير المتصلة منخفضة، ينقطع التيار الكهربائي من وحدة التشغيل إلى المحرك، ويصبح دوار المحرك في حالة "حر". في بعض معدات التشغيل الآلي، إذا طُلب منك تدوير عمود المحرك يدويًا (مباشرةً) عندما لا يكون المحرك مُفعّلًا، يمكنك ضبط إشارة "حر" على مستوى منخفض لإيقاف تشغيل المحرك وإجراء التشغيل أو الضبط اليدوي. بعد اكتمال التشغيل اليدوي، اضبط إشارة "حر" على مستوى مرتفع مرة أخرى لمواصلة التحكم الآلي.
14. ما هي الطريقة البسيطة لضبط اتجاه دوران المحرك المتدرج ثنائي الطور عند تنشيطه؟
قم ببساطة بمحاذاة A+ وA- (أو B+ وB-) من أسلاك المحرك والسائق.
15. ما هو الفرق بين المحركات الخطوية الهجينة ثنائية الطور والخمسية الطور للتطبيقات؟
السؤال والجواب:
بشكل عام، تتميز المحركات ثنائية الطور ذات زوايا الخطوة الكبيرة بخصائص سرعة عالية جيدة، ولكن توجد منطقة اهتزاز منخفضة السرعة. تتميز المحركات خماسية الطور بزاوية خطوة صغيرة وتعمل بسلاسة بسرعات منخفضة. لذلك، تكون متطلبات دقة تشغيل المحرك عالية، ويجب استخدام محرك خماسي الطور بشكل أساسي في قسم السرعة المنخفضة (عادةً أقل من 600 دورة في الدقيقة) من المناسبة؛ على العكس من ذلك، إذا كان السعي وراء أداء عالي السرعة للمحرك، فيجب اختيار دقة وسلاسة المناسبة دون الكثير من المتطلبات بتكلفة أقل من المحركات ثنائية الطور. بالإضافة إلى ذلك، يكون عزم دوران المحركات خماسية الطور عادةً أكثر من 2 نيوتن متر، وبالنسبة لتطبيقات عزم الدوران الصغيرة، تُستخدم المحركات ثنائية الطور بشكل عام، بينما يمكن حل مشكلة سلاسة السرعة المنخفضة باستخدام محرك مقسم.
وقت النشر: ١٢ سبتمبر ٢٠٢٤