Analyzujte základy bipolárnych krokových motorov
Bipolárny krokový motor sa skladá z dvoch vinutí. Aby sa motor mohol hladko pohybovať, obe cievky sú kontinuálne sinusové s fázovým rozdielom 90 stupňov a krokový motor sa začína otáčať.
Zvyčajne nie sú krokové motory poháňané analógovými lineárnymi zosilňovačmi; namiesto toho sú riadené aktuálnou reguláciou PWM na konverziu lineárneho sínusového signálu na diskrétne lineárne signály. Sínusová vlna môže byť rozdelená na niekoľko segmentov a ako počet segmentov rastie, tvar vlny sa naďalej približuje k sínusovej vlne. V praktických aplikáciách je počet segmentov od 4 do 2048 alebo viac a väčšina integrovaných obvodov krokových jednotiek používa 4 až 64 segmentov. Celý krokový pohon, v každej chvíli je napájaná iba jedna fáza, strieda sa dvojfázový prúd a spína sa prúd, takže sa generujú mechanické stavy štyroch krokových motorov. Polovičný pohon je pomerne komplikovanejší ako režim plného kroku. Súčasne môže byť potrebné, aby obidve fázy boli napájané, ako je znázornené na obrázku 1, čo zdvojnásobuje rozlíšenie krokov motora. Pri rozdelenom pohone sa uhol kroku motorového rotora zníži s tým, ako sa počet subdivízií zvýši a otáčky motora sa stanú čoraz stabilnejšie. Napríklad 32-segmentová sekvencia rozdelenia sa nazýva režim ôsmeho kroku.
Význam aktuálnej presnosti kontroly
Poloha bipolárneho rotora krokového motora závisí od množstva prúdu prúdiaceho cez dve vinuté cievky. Vo všeobecnosti sú hlavnými ukazovateľmi pre výber krokového motora presné mechanické polohovanie alebo presná regulácia rýchlosti mechanického systému. Riadenie presnosti navíjacieho prúdu je preto veľmi dôležité pre hladký chod krokového motora.
V mechanických systémoch existujú dva problémy, ktoré môžu viesť k nepresnému riadeniu prúdu:
V prípade chodu s nízkou rýchlosťou alebo krokového motora na riadenie polohy je počet krokov jednotlivých motorov motora nesprávny, čo vedie k nesprávnemu polohovaniu.
Pri vysokých rýchlostiach môže nelinearita systému spôsobiť krátkodobé zmeny otáčok motora, čím sa krútiaci moment nestabilný a zvyšuje sa hluk a vibrácie motora.
Ovládanie PWM a režim prebiehajúceho rozkladu (DecayMode)
Väčšina integrovaných jednotiek krokových motorov sa spolieha na indukčnú charakteristiku vinutia krokového motora na dosiahnutie regulácie prúdu PWM. Prostredníctvom obvodu H-mostíka, zloženého z výkonových MOSFET zodpovedajúcich každému vinutiu, ako sa spúšťa riadenie PWM, je napájacie napätie aplikované na vinutie motora, čím sa generuje hnací prúd. Akonáhle prúd dosiahne nastavenú hodnotu, H-most prepne riadiaci stav, čo spôsobí rozpad výstupného prúdu. Po určitom čase sa znova začne nový cyklus PWM a mostík H bude opäť generovať prúd cievky.
Tento proces sa opakuje, aby spôsobil nárast a klesanie navíjacieho prúdu. Vďaka súčasnému odberu vzoriek a kontrole stavu je možné nastaviť a regulovať špičkovú hodnotu prúdu každého segmentu.
Po dosiahnutí očakávaného špičkového prúdu existujú dva spôsoby riadenia aktuálneho útlmu vinutia H-mostného pohonu:
Skratovaním navíjania (pri zapínaní MOSFET na nízkej alebo vysokej strane) sa súčasný rozpad pomaly.
H-most zmení vodivosť, alebo umožňuje tok prúdu cez telesnú diódu MOSFET a súčasný rozpad sa rýchlo.
