روش تشخیص و جبران زمان واقعی برای خارج شدن موتور از خطای مرحله ای

موتور مرحله ای نوعی موتور است که سیگنال های پالس الکتریکی را به جابجایی زاویه ای یا خطی تبدیل می کند و به طور گسترده ای در کاربردهایی که نیاز به موقعیت دقیق دارند استفاده می شود.مانند ماشین آلات CNCبا این حال، در عملیات واقعی، موتورهای مرحله ای ممکن است به دلایل مختلف دچار نقص های مرحله ای شوند، که منجر به انحراف موقعیت و حرکت نادرست می شود.بنابراین، مطالعه روش های تشخیص و جبران در زمان واقعی برای خروج موتور از خطاهای مرحله ای بسیار مهم است.

    1、 روش تشخیص خطا موتور مرحله ای

  (1) تشخیص بازخورد موقعیت

تشخیص بازخورد موقعیت در حال حاضر یکی از رایج ترین روش های استفاده شده برای تشخیص خطاهای خارج از مرحله است.موقعیت واقعی موتور را می توان در زمان واقعی نظارت کرد و اطلاعات موقعیت را می توان به سیستم کنترل بازگردانیدسیستم کنترل موقعیت واقعی را با موقعیت پیش بینی شده مقایسه می کند و اگر انحراف قابل توجهی بین این دو وجود داشته باشد، تعیین می کند که موتور گام را از دست داده است.مزیت این روش این است که دقت تشخیص بالا دارد و برای سیستم های موقعیت مکانی با دقت بالا مناسب است.

(2) تشخیص از دست دادن نبض

هنگامی که یک موتور مرحله ای به طور طبیعی کار می کند، با هر سیگنال پالس دریافت شده، با یک زاویه قدم حرکت می کند. اگر موتور مرحله را از دست دهد، ممکن است وضعیتی وجود داشته باشد که سیگنال پالس از دست می رود، یعنیموتور با زاویه گام مورد انتظار حرکت نمی کند.با نظارت بر از دست دادن سیگنال های پالس، سیستم کنترل می تواند تعیین کند که آیا موتور از مرحله خارج شده است.اما نیاز به دقت نظارت بالا برای سیگنال های پالس دارد.

  (3) نظارت و تشخیص گشتاور

موتورهای مرحله ای معمولاً در هنگام از دست دادن مرحله نوسانات قابل توجهی در گشتاور ایجاد می کنند. با نصب سنسورهای گشتاور یا استفاده از عملکرد تشخیص جریان راننده موتور،تورم خروجی موتور را می توان در زمان واقعی کنترل کرد و با مقدار انتظار مقایسه کرد.اگر مقدار تورک از محدوده انتظار شده منحرف شود، ممکن است نشان دهد که موتور گام خود را از دست داده است.این روش نسبت به تغییرات بار موتور حساس است و برای سناریوهای کاربردی با تغییرات بار بزرگ مناسب است.

  (4) تشخیص حرکات غیرطبیعی

موتورهای مرحله ای ممکن است الگوهای حرکتی غیرطبیعی مانند لرزش و افزایش سر و صدا را هنگام از دست دادن مرحله نشان دهند.با نصب سنسورهای شتاب یا سنسورهای صوتی برای نظارت بر وضعیت حرکت و سطح سر و صدا موتور، سیستم کنترل می تواند این ناهنجاری ها را تشخیص دهد و تعیین کند که آیا از دست دادن مرحله رخ داده است. مزیت این روش این است که نیازی به تجهیزات بازخورد اضافی ندارد،اما دقت تشخیص نسبتا کم است.

 (5) تشخیص مبتنی بر سر و صدا

با تنظیم نقاط تشخیص سر و صدا در اطراف موتور مرحله ای، شبیه سازی منابع سر و صدا پس زمینه در طول دوره های مختلف کار،و ایجاد یک مدل صوتی پس زمینه در ترکیب با یک مدل فضایی سه بعدیهنگامی که موتور در حال حرکت است، با مقایسه صدای واقعی با مدل نویز پس زمینه، تجزیه و تحلیل تغییرات در الگوهای نویز، می توان تعیین کرد که آیا موتور از مرحله خارج شده است.این روش مناسب برای تشخیص خطای اولیه است و می تواند مشکلات بالقوه را قبل از نشان می دهد موتور آشکار از مرحله تشخیص دهد.

   2、 روش جبران نقص موتور مرحله ای

(1) تعویض حلقه بسته

جبران حلقه بسته یک روش جبران است که بر اساس سیگنال های بازخورد است.سیستم کنترل اطلاعات تعویض را بر اساس سیگنال بازخورد محاسبه می کند.، از جمله ارزش جبران خسارت، خطای جبران خسارت و زمان جبران خسارت. سپس، بر اساس اطلاعات جبران خسارت و قوانین جبران خسارت پیش تعیین شده،موتور چندین بار جبران می شود تا زمانی که اطلاعات جبران شرایط پیش تعیین شده را برآورده کند.، و جبران متوقف می شود و حالت جبران حلقه بسته خارج می شود. این روش می تواند جبران دقیق بالا را به دست آورد،اما نیاز به دستگاه های بازخورد اضافی و الگوریتم های کنترل پیچیده دارد..

 (2) تنظیم پارامترهای رانندگی

هنگامی که موتور گام را از دست می دهد، حالت کار موتور را می توان با تنظیم پارامترهای رانندگی بهبود بخشید.افزایش مناسب جریان یا ولتاژ راننده برای افزایش گشتاور الکترومغناطیسی موتوریا کاهش فرکانس کار موتور و افزایش گشتاور خروجی موتور.تاثیر بی وقفه موتور در هنگام راه اندازی و خاموش شدن می تواند با بهینه سازی روند شتاب و کاهش سرعت موتور کاهش یابد..

  (3) استفاده از رانندگی تقسیم بندی شده

تقسیم محرک یک روش برای بهبود دقت عملکرد موتور با افزایش وضوح مرحله موتور است. با تقسیم محرک، هر مرحله از حرکت موتور ظریف تر است,که می تواند به طور موثر بروز پدیده های خارج از مرحله را کاهش دهد. علاوه بر این، درایو تقسیم نیز می تواند لرزش و سر و صدا موتور را کاهش دهد.و بهبود ثبات عملیاتی سیستم.

 (4) روش خنک کننده

نصب دستگاه های خنک کننده بر روی موتورها یا بارهای مانند خنک کننده های مکانیکی یا مغناطیسیمی تواند به طور موثر پدیده رزونانس موتور را سرکوب کند و از دست دادن مرحله ناشی از رزونانس را کاهش دهداین روش ساده و آسان برای پیاده سازی است، اما ممکن است هزینه و پیچیدگی سیستم را افزایش دهد.

در کاربردهای عملی، معمولا لازم است که چندین روش تشخیص و جبران را برای بهبود قابلیت اطمینان و دقت سیستم ادغام کنید.با ترکیب تشخیص بازخورد موقعیت و تشخیص نظارت بر گشتاور، موقعیت و حالت گشتاور موتور را می توان به طور همزمان نظارت کرد، که دقت تشخیص خارج از مرحله را بهبود می بخشد.

در عین حال، با ترکیب تعویض حلقه بسته و تنظیم پارامترهای رانندگی، عملکرد عادی موتور می تواند به سرعت پس از وقوع از دست دادن مرحله بازگردد.با توسعه مداوم تکنولوژیدر آینده روش های تشخیص و جبران خرابی های موتور در خارج از مرحله هوشمندانه تر و کارآمدتر خواهد بود.

به عنوان مثال با استفاده از الگوریتم های هوش مصنوعی و تجزیه و تحلیل داده های بزرگ، پیش بینی در زمان واقعی و جبران هوشمندانه نقص های موتور را می توان به دست آورد.استفاده از سنسورها و تراشه های کنترل جدید، دقت و کارایی تشخیص و جبران را بهبود می بخشد..