В этом примере показано, как параметрировать и настроить шаговый двигатель с помощью информации о таблице данных производителя и тестовой обвязки. Модель параметрируется с помощью числовых данных, извлеченных из таблицы данных. Симуляция генерирует характеристики крутящего момента получения по запросу - в, которые можно сравнить с обеспеченной производителями кривой получения по запросу - в. Чтобы настроить модель шагового двигателя, пример использует тестовую обвязку, которая варьируется параметры загрузки и тип дисков.
Степпер моделируется с помощью блока Stepper Motor из библиотеки Simscape™ Electrical™. Драйвер шагового двигателя моделируется текущим источником и фильтром первого порядка. Двигатель помещается в тестовую обвязку. Тестовая обвязка постепенно увеличивает загрузку, пока промах не происходит для каждого протестированного спроса на уровень шага. Ускользните обнаружение реализовано в подсистеме Обнаружения Промаха. Подсистема содержит блок утверждения Simulink®, который определяет различие между ожидаемым и фактическим углом ротора.
График показывает характеристики получения по запросу - в, сгенерированные симуляцией тестовой обвязки. Результаты накладываются на кривую получения по запросу - в от таблицы данных производителя. Достижение точного совпадения для характеристик получения по запросу - в может быть сложным, потому что большинство таблиц данных не задает условия испытания. Кроме того, некоторые таблицы данных не вводят все численные значения, требуемые смоделировать шаговый двигатель. В этом случае кривая получения по запросу - в от симуляции используется, чтобы определить для представительных значений, которые дают к приемлемому соответствию кривой получения по запросу - в.
В режиме получения по запросу - в шаговый двигатель должен запуститься и остановиться, не теряя синхронизацию. Из-за динамического характера шаговых двигателей, быстродействие крутящего момента получения по запросу - в очень чувствительно к конфигурации дисков шагового двигателя и параметрам загрузки.
При моделировании или настройке шагового двигателя, полагайте что:
Увеличение инерции загрузки уменьшает крутящий момент получения по запросу - в шагового двигателя на более высоких уровнях шага. Обычно для высокой операции неродного уровня, инерция загрузки меньше в три раза больше чем это инерции ротора. Это - общепринятая практика, чтобы ограничить инерцию загрузки меньше чем в десять раз больше чем это инерции ротора.
Загрузки с более высокой демпфирующей составляющей приводят к лучшей эффективности на более низких уровнях шага, потому что затухание помогает преодолеть эффекты резонанса шагового двигателя. Точно так же внутреннее моторное затухание ротора может также помочь улучшать производительность на низких уровнях шага.
Шаговые двигатели с низким сопротивлением обмотки часто управляются с помощью постоянного текущего диска. Уменьшать текущее время нарастания, выше, чем номинальное напряжение применяется к двигателю. Более высокое напряжение питания дает к более высокой возможности крутящего момента получения по запросу - в на более высоких уровнях шага.
Кривая крутящего момента получения по запросу - в, обеспеченная в таблице данных производителя, обычно дается для конкретного драйвера и настройки загрузки (тип загрузки, инерция загрузки и затухание загрузки). Производители склонны тестировать шаговые двигатели или с настройкой dyno или путем применения трения к колесу ротора. Метод тестирования редко включается в таблицу данных. Поэтому всегда важно симулировать шаговый двигатель, чтобы сгенерировать кривую в целях валидации параметризации.
График показывает, как крутящий момент получения по запросу - в чувствителен к затуханию ротора, напряжению диска, инерции загрузки и типу загрузки.
Для любого данного шагового двигателя набор значений параметра модели, который совпадает с характеристиками крутящего момента получения по запросу - в, не обычно уникален. Гарантировать параметризацию является представительным, это - хорошая практика, чтобы также сгенерировать и сравнить кривую отступления с таблицей данных.
