स्टेपर मोटर्स में सटीकता बढ़ाने के तरीके

इंजीनियरिंग क्षेत्र में यह सर्वविदित है कि यांत्रिक सहनशीलता का हर प्रकार के उपकरण की परिशुद्धता और शुद्धता पर गहरा प्रभाव पड़ता है, चाहे उसका उपयोग किसी भी प्रकार का हो। यह तथ्य निम्नलिखित के लिए भी सत्य है:स्टेपर मोटर्सउदाहरण के लिए, एक मानक निर्मित स्टेपर मोटर में प्रति चरण लगभग ±5 प्रतिशत त्रुटि का सहनशीलता स्तर होता है। वैसे, ये गैर-संचयी त्रुटियाँ हैं। अधिकांश स्टेपर मोटर प्रति चरण 1.8 डिग्री गति करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप संभावित त्रुटि सीमा 0.18 डिग्री होती है, भले ही हम प्रति घूर्णन 200 चरणों की बात कर रहे हों (चित्र 1 देखें)।

2-चरण स्टेपर मोटर्स - GSSD श्रृंखला

सटीकता के लिए लघु चरण

±5 प्रतिशत की मानक, गैर-संचयी, सटीकता के साथ, सटीकता बढ़ाने का पहला और सबसे तार्किक तरीका मोटर को माइक्रो-स्टेप करना है। माइक्रो-स्टेपिंग स्टेपर मोटरों को नियंत्रित करने की एक विधि है जो न केवल उच्च रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करती है, बल्कि कम गति पर भी अधिक सुचारू गति प्रदान करती है, जो कुछ अनुप्रयोगों में एक बड़ा लाभ हो सकता है।

आइए अपने 1.8-डिग्री स्टेप एंगल से शुरुआत करें। इस स्टेप एंगल का मतलब है कि जैसे-जैसे मोटर धीमी होती जाती है, हर स्टेप पूरे स्टेप का एक बड़ा हिस्सा बन जाता है। धीमी और धीमी गति पर, अपेक्षाकृत बड़ा स्टेप साइज़ मोटर में कॉगिंग का कारण बनता है। धीमी गति पर संचालन की इस कम होती हुई सहजता को कम करने का एक तरीका मोटर के हर स्टेप के आकार को कम करना है। यहीं पर माइक्रो स्टेपिंग एक महत्वपूर्ण विकल्प बन जाता है।

मोटर वाइंडिंग में प्रवाहित धारा को नियंत्रित करने के लिए पल्स-चौड़ाई मॉड्युलेटेड (PWM) का उपयोग करके माइक्रो स्टेपिंग प्राप्त की जाती है। मोटर चालक मोटर वाइंडिंग में दो वोल्टेज साइन तरंगें भेजता है, जिनमें से प्रत्येक दूसरी से 90 डिग्री कला से बाहर होती है। इस प्रकार, जब एक वाइंडिंग में धारा बढ़ती है, तो दूसरी वाइंडिंग में घटती है जिससे धारा का क्रमिक स्थानांतरण होता है, जिसके परिणामस्वरूप एक मानक पूर्ण चरण (या सामान्य अर्ध चरण) नियंत्रण की तुलना में अधिक सुचारू गति और अधिक सुसंगत टॉर्क उत्पादन होता है (चित्र 2 देखें)।

एकल अक्षस्टेपर मोटर नियंत्रक + चालक संचालित होता है

माइक्रो स्टेपिंग नियंत्रण के आधार पर सटीकता में वृद्धि का निर्णय लेते समय, इंजीनियरों को यह विचार करना होगा कि यह मोटर की बाकी विशेषताओं को कैसे प्रभावित करता है। हालाँकि माइक्रो स्टेपिंग का उपयोग करके टॉर्क वितरण, कम गति गति और अनुनाद की सहजता में सुधार किया जा सकता है, लेकिन नियंत्रण और मोटर डिज़ाइन की विशिष्ट सीमाएँ उन्हें अपनी आदर्श समग्र विशेषताओं तक पहुँचने से रोकती हैं। स्टेपर मोटर के संचालन के कारण, माइक्रो स्टेपिंग ड्राइव केवल एक वास्तविक साइन वेव का ही अनुमान लगा सकते हैं। इसका अर्थ है कि सिस्टम में कुछ टॉर्क तरंग, अनुनाद और शोर बने रहेंगे, भले ही माइक्रो स्टेपिंग संचालन में इनमें से प्रत्येक में काफी कमी आ जाती है।

यांत्रिक सटीकता

आपके स्टेपर मोटर में सटीकता बढ़ाने के लिए एक और यांत्रिक समायोजन कम जड़त्व भार का उपयोग करना है। यदि मोटर रुकने की कोशिश करते समय बड़े जड़त्व भार से जुड़ी है, तो भार थोड़ा अधिक घूर्णन करेगा। चूँकि यह अक्सर एक छोटी सी त्रुटि होती है, इसलिए इसे ठीक करने के लिए मोटर नियंत्रक का उपयोग किया जा सकता है।

अंत में, हम नियंत्रक की ओर लौटते हैं। इस विधि में कुछ इंजीनियरिंग प्रयास लग सकते हैं। सटीकता बढ़ाने के लिए, आप एक ऐसे नियंत्रक का उपयोग करना चाह सकते हैं जो आपके द्वारा चुनी गई मोटर के लिए विशेष रूप से अनुकूलित हो। यह एक बहुत ही सटीक विधि है। मोटर करंट को सटीक रूप से नियंत्रित करने की नियंत्रक की क्षमता जितनी बेहतर होगी, आप जिस स्टेपर मोटर का उपयोग कर रहे हैं, उससे उतनी ही अधिक सटीकता प्राप्त कर सकते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि नियंत्रक यह नियंत्रित करता है कि स्टेपिंग गति शुरू करने के लिए मोटर वाइंडिंग को कितना करंट प्राप्त होता है।

गति प्रणालियों में परिशुद्धता, अनुप्रयोग के आधार पर, एक सामान्य आवश्यकता है। यह समझना कि स्टेपर प्रणाली परिशुद्धता उत्पन्न करने के लिए एक साथ कैसे काम करती है, एक इंजीनियर को उपलब्ध तकनीकों का लाभ उठाने में सक्षम बनाता है, जिनमें प्रत्येक मोटर के यांत्रिक घटकों के निर्माण में प्रयुक्त तकनीकें भी शामिल हैं।