Động cơ bước là một loại động cơ chuyển đổi tín hiệu xung điện thành dịch chuyển góc hoặc tuyến tính và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng đòi hỏi vị trí chính xác,như máy công cụ CNCTuy nhiên, trong hoạt động thực tế, động cơ bước có thể gặp lỗi bước vì nhiều lý do khác nhau, dẫn đến độ lệch vị trí và chuyển động không chính xác.Do đó, rất quan trọng để nghiên cứu các phương pháp phát hiện và bù đắp thời gian thực cho động cơ bước ra khỏi các lỗi bước.
1、 Phương pháp phát hiện động cơ bước ra khỏi lỗi bước
(1) Khám phá phản hồi vị trí
Phát hiện phản hồi vị trí hiện là một trong những phương pháp được sử dụng phổ biến nhất để phát hiện lỗi bước.vị trí thực tế của động cơ có thể được theo dõi trong thời gian thực và thông tin vị trí có thể được đưa trở lại hệ thống điều khiểnHệ thống điều khiển so sánh vị trí thực tế với vị trí dự kiến, và nếu có sự lệch đáng kể giữa hai, nó xác định rằng động cơ đã mất bước.Ưu điểm của phương pháp này là nó có độ chính xác phát hiện cao và phù hợp với các hệ thống định vị chính xác cao.
(2) Phát hiện mất xung
Khi động cơ bước hoạt động bình thường, nó di chuyển theo một góc bước với mỗi tín hiệu xung được nhận.động cơ không di chuyển theo góc bước dự kiến. Bằng cách theo dõi sự mất đi tín hiệu xung, hệ thống điều khiển có thể xác định xem động cơ có không.nhưng đòi hỏi độ chính xác giám sát cao cho tín hiệu xung.
(3) Giám sát và phát hiện mô-men xoắn
Động cơ bước thường tạo ra biến động mô-men xoắn đáng kể khi chúng mất bước.mô-men xoắn đầu ra của động cơ có thể được theo dõi trong thời gian thực và so sánh với giá trị dự kiếnNếu giá trị mô-men xoắn lệch khỏi phạm vi dự kiến, nó có thể chỉ ra rằng động cơ đã mất bước.Phương pháp này nhạy cảm với sự thay đổi tải trọng của động cơ và phù hợp với các kịch bản ứng dụng với sự thay đổi tải trọng lớn.
(4) Phát hiện chuyển động bất thường
Động cơ bước có thể biểu hiện các mô hình chuyển động bất thường như rung động và tăng tiếng ồn khi chúng mất bước.Bằng cách lắp đặt cảm biến gia tốc hoặc cảm biến âm thanh để theo dõi tình trạng chuyển động và mức độ tiếng ồn của động cơ, hệ thống điều khiển có thể phát hiện các bất thường này và xác định xem có mất bước không.nhưng độ chính xác phát hiện là tương đối thấp.
(5) Khám phá dựa trên tiếng ồn
Bằng cách thiết lập các điểm phát hiện tiếng ồn xung quanh động cơ bước, mô phỏng các nguồn tiếng ồn nền trong các khoảng thời gian làm việc khác nhau,và tạo ra một mô hình âm thanh nền kết hợp với một mô hình không gian ba chiềuKhi động cơ đang chạy, bằng cách so sánh tiếng ồn thực tế với mô hình tiếng ồn nền, phân tích những thay đổi trong mô hình tiếng ồn, nó có thể được xác định liệu động cơ có không.Phương pháp này là phù hợp cho phát hiện lỗi sớm và có thể phát hiện các vấn đề tiềm năng trước khi động cơ hiển thị rõ ràng ra khỏi bước.
2、 Phương pháp bù đắp cho động cơ bước ra khỏi bước lỗi
(1) Bồi thường vòng kín
Trả thù vòng kín là một phương pháp bù đắp dựa trên tín hiệu phản hồi.Hệ thống điều khiển tính toán thông tin bù dựa trên tín hiệu phản hồi, bao gồm giá trị bồi thường, lỗi bồi thường và thời gian bồi thường.động cơ được bù đắp nhiều lần cho đến khi thông tin bù đắp đáp ứng các điều kiện đã đặt trước, và việc bù đắp được dừng lại và chế độ bù đắp vòng kín được thoát ra. phương pháp này có thể đạt được bù đắp chính xác cao,nhưng đòi hỏi các thiết bị phản hồi bổ sung và các thuật toán điều khiển phức tạp.
(2) Điều chỉnh các thông số lái xe
Khi động cơ mất bước, tình trạng hoạt động của động cơ có thể được cải thiện bằng cách điều chỉnh các thông số lái xe.tăng dòng điện hoặc điện áp lái xe một cách thích hợp để tăng mô-men xoắn điện từ của động cơHoặc giảm tần số hoạt động của động cơ và tăng mô-men xoắn của động cơ.tác động của inertia của động cơ trong quá trình khởi động và tắt có thể được giảm bằng cách tối ưu hóa quá trình gia tốc và giảm tốc của động cơ.
(3) Tiếp nhận lái xe phân đoạn
Động cơ phân chia là một phương pháp để cải thiện độ chính xác hoạt động của động cơ bằng cách tăng độ phân giải bước của động cơ.,có thể giảm hiệu quả sự xuất hiện của các hiện tượng ra khỏi bước.và cải thiện sự ổn định hoạt động của hệ thống.
(4) Phương pháp giảm áp
Lắp đặt các thiết bị giảm áp trên động cơ hoặc tải, chẳng hạn như các bộ giảm áp cơ học hoặc các bộ giảm áp từ tính,có thể ngăn chặn hiệu quả hiện tượng cộng hưởng của động cơ và giảm mất bước do cộng hưởngPhương pháp này đơn giản và dễ thực hiện, nhưng nó có thể làm tăng chi phí và sự phức tạp của hệ thống.
Trong các ứng dụng thực tế, thường cần phải tích hợp nhiều phương pháp phát hiện và bù đắp để cải thiện độ tin cậy và độ chính xác của hệ thống.bằng cách kết hợp phát hiện phản hồi vị trí và phát hiện giám sát mô-men xoắn, vị trí và tình trạng mô-men xoắn của động cơ có thể được theo dõi đồng thời, cải thiện độ chính xác của phát hiện bước.
Đồng thời, bằng cách kết hợp bù đắp vòng kín và điều chỉnh tham số lái xe, hoạt động bình thường của động cơ có thể được khôi phục nhanh chóng sau khi mất bước xảy ra.Với sự phát triển liên tục của công nghệ, các phương pháp phát hiện và bù đắp cho động cơ bước ra khỏi bước lỗi trong tương lai sẽ thông minh hơn và hiệu quả.
Ví dụ, bằng cách sử dụng các thuật toán trí tuệ nhân tạo và phân tích dữ liệu lớn, dự đoán thời gian thực và bù đắp thông minh các lỗi động cơ có thể đạt được.Việc áp dụng các cảm biến và chip điều khiển mới sẽ tiếp tục cải thiện độ chính xác và hiệu quả của phát hiện và bù đắp.
