Metode Untuk Meningkatkan Akurasi Pada Motor Stepper

Dalam bidang teknik, toleransi mekanis mempunyai pengaruh besar terhadap presisi dan akurasi untuk setiap jenis perangkat, apa pun penggunaannya, sudah diketahui secara luas.Fakta ini juga berlakumotor stepper.Misalnya, motor stepper standar memiliki tingkat toleransi kesalahan sekitar ±5 persen per langkah.Ini adalah kesalahan non-akumulatif.Kebanyakan motor stepper bergerak 1,8 derajat per langkah, yang menghasilkan potensi kesalahan sebesar 0,18 derajat, meskipun kita berbicara tentang 200 langkah per putaran (lihat Gambar 1).

Motor Stepper 2 Fasa - Seri GSSD

Miniatur Melangkah untuk Akurasi

Dengan akurasi standar, non-kumulatif, ±5 persen, cara pertama dan paling logis untuk meningkatkan akurasi adalah dengan langkah mikro motor.Microstepping adalah metode pengendalian motor stepper yang tidak hanya menghasilkan resolusi lebih tinggi tetapi juga gerakan lebih halus pada kecepatan rendah, yang dapat menjadi keuntungan besar dalam beberapa aplikasi.

Mari kita mulai dengan sudut langkah 1,8 derajat.Sudut langkah ini berarti bahwa ketika motor melambat, setiap langkah menjadi bagian yang lebih besar dari keseluruhan.Pada kecepatan yang semakin lambat, ukuran langkah yang relatif besar menyebabkan cogging pada motor.Salah satu cara untuk mengatasi penurunan kelancaran pengoperasian pada kecepatan lambat adalah dengan mengurangi ukuran setiap langkah motor.Di sinilah micro melangkah menjadi alternatif penting.

Step mikro dicapai dengan menggunakan modulasi lebar pulsa (PWM) untuk mengontrol arus ke belitan motor.Apa yang terjadi adalah driver motor menghantarkan dua gelombang sinus tegangan ke belitan motor, yang masing-masing berbeda fasa 90 derajat dengan yang lain.Jadi, ketika arus meningkat di satu belitan, arusnya berkurang di belitan lainnya untuk menghasilkan transfer arus secara bertahap, yang menghasilkan gerakan yang lebih halus dan produksi torsi yang lebih konsisten daripada yang didapat dari kontrol langkah penuh standar (atau bahkan setengah langkah) standar. (lihat Gambar 2).

sumbu tunggalpengontrol motor stepper + driver beroperasi

Saat memutuskan peningkatan akurasi berdasarkan kontrol loncatan mikro, para insinyur harus mempertimbangkan bagaimana hal ini memengaruhi karakteristik motor lainnya.Meskipun kelancaran penyampaian torsi, gerakan kecepatan rendah, dan resonansi dapat ditingkatkan dengan menggunakan loncatan mikro, keterbatasan umum dalam kontrol dan desain motor mencegahnya mencapai karakteristik keseluruhan yang ideal.Karena pengoperasian motor stepper, penggerak loncatan mikro hanya dapat memperkirakan gelombang sinus yang sebenarnya.Ini berarti bahwa beberapa riak torsi, resonansi, dan kebisingan akan tetap ada dalam sistem meskipun masing-masingnya sangat berkurang dalam operasi loncatan mikro.

Akurasi Mekanik

Penyesuaian mekanis lainnya untuk mendapatkan akurasi pada motor stepper Anda adalah dengan menggunakan beban inersia yang lebih kecil.Jika motor diberi inersia yang besar ketika mencoba berhenti, beban akan menyebabkan sedikit putaran berlebihan.Karena ini sering kali merupakan kesalahan kecil, pengontrol motor dapat digunakan untuk memperbaikinya.

Terakhir, kita kembali ke pengontrol.Metode ini mungkin memerlukan upaya rekayasa.Untuk meningkatkan akurasi, Anda mungkin ingin menggunakan pengontrol yang secara khusus dioptimalkan untuk motor yang Anda pilih untuk digunakan.Ini adalah metode yang sangat tepat untuk diterapkan.Semakin baik kemampuan pengontrol dalam memanipulasi arus motor secara tepat, maka semakin akurat pula yang bisa Anda peroleh dari motor stepper yang Anda gunakan.Hal ini karena pengontrol mengatur dengan tepat berapa banyak arus yang diterima belitan motor untuk memulai gerakan loncatan.

Presisi dalam sistem gerak merupakan persyaratan umum tergantung pada aplikasinya.Memahami bagaimana sistem stepper bekerja sama untuk menciptakan presisi memungkinkan seorang insinyur memanfaatkan teknologi yang tersedia, termasuk yang digunakan dalam pembuatan komponen mekanis setiap motor.