โอเรียนทัล มอเตอร์


ความแตกต่างระหว่าง 2 เฟส กับ 5 เฟส สเต็ปปิ้งมอเตอร์

เมื่อคุณได้ค้นหามอเตอร์ที่ต้องการในการควบคุมตำแหน่งเหลือเพียงสเต็ปปิ้งมอเตอร์ ตอนนี้ถึงเวลาทีคุณจะต้องตัดสินใจที่จะเลือกสเต็ปปิ้งมอเตอร์แบบ 2 เฟส หรือ 5 เฟส โอเรียนทัล มอเตอร์ ผลิตสเต็ปปิ้งมอเตอร์ และ ไดรเวอร์ทั้งแบบ 2 เฟส (1.8°/0.9°) และ 5 เฟส (0.72°/0.36°) ประสบการณ์ของเราทางด้านเทคโนโลยีของทั้งสองทำให้เรามีมุมมองที่ไม่เหมือนใคร โอเรียนทัล มอเตอร์ ได้รวบรวมการเปรียบเทียบคุณลักษณะต่อคุณลักษณะอย่างรวดเร็วเพื่อขจัดความสับสนและข้อถกเถียงระหว่างสเต็ปปิ้งมอเตอร์ 2 เฟส กับ 5 เฟส คำแนะนำนี้ครอบคลุมความแตกต่างพื้นฐานระหว่างเทคโนโลยีทั้งสองในประเด็นสำคัญของประสิทธิภาพของสเต็ปปิ้งมอเตอร์: ความละเอียด การสั่นสะเทือน แรงบิด ความแม่นยำ และ การซิงโครไนซ์ นอกจากนี้เจ้าหน้าที่ฝ่ายสนับสนุนด้านเทคนิคที่มีประสบการณ์ของโอเรียนทัล มอเตอร์ ยังพร้อมสำหรับคำอธิบายเชิงลึกเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคโนโลยีทั้งสอง

ข้อแตกต่างสเต็ปปิ้งมอเตอร์ 2 เฟส กับ 5 เฟส?

การสร้างสเต็ปปิ้งมอเตอร์ไฮบริด

มีความแตกต่างที่สำคัญสองประการระหว่างสเต็ปปิ้งมอเตอร์ 2 เฟส และ 5 เฟส ประการแรกคือโครงสร้างสเต็ปมอเตอร์ประกอบด้วยสองส่วนคือสเตเตอร์ และ โรเตอร์ โรเตอร์ประกอบด้วยส่วนประกอบสามส่วน ถ้วยโรเตอร์ 1 ถ้วยโรเตอร์ 2 และแม่เหล็กถาวร ในมอเตอร์ 2 เฟส สเตเตอร์ประกอบด้วยขั้วแม่เหล็ก 8 ขั้วพร้อมฟันซี่เล็ก ๆ ในขณะที่สเตเตอร์มอเตอร์ 5 เฟสประกอบด้วยขั้วแม่เหล็ก 10 ขั้ว ส่วนขั้วของสเตเตอร์แต่ละอันจะมีการพันขดลวดด้วย

ความแตกต่างที่สองระหว่าง 2 เฟส และ 5 เฟส คือจำนวนเฟส มอเตอร์ 2 เฟส มีสองเฟส คือ เฟส "A" และ เฟส "B" ในขณะที่มอเตอร์ 5 เฟส มีห้าเฟส โดยพื้นฐานแล้วจำนวนเฟสหมายถึงการรวมกันของขั้วต่างๆที่ได้รับกระแสไฟฟ้าตามลำดับเพื่อสร้างแรงดึงดูดกับโรเตอร์

2 เฟสและ 5 เฟส เมื่อเทียบกันเป็นข้อๆ

ความแตกต่างเหล่านี้ส่งผลต่อประสิทธิภาพอย่างไร? มีหลายปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของสเต็ปมอเตอร์ มีหลายวิธีในการขับสเต็ปปิ้งมอเตอร์และส่งผลต่อประสิทธิภาพของมอเตอร์อย่างมาก Wave Drive, Full Step, Half Step และ Microstep เป็นวิธีการขับเคลื่อนที่ใช้กันมากที่สุด และ แต่ละวิธีให้ประสิทธิภาพที่แตกต่างกันมาก โดยังไม่ต้องคำนึงถึงวิธีการขับเคลื่อนที่หลากหลาย ต่อไปนี้เป็นส่วนสำคัญของประสิทธิภาพสำหรับมอเตอร์สเต็ปปิ้งมอเตอร์ 2 เฟส และ 5 เฟส

ความละเอียด

หากเทียบกันตามโครงสร้างสเต็ปเปอร์มอเตอร์ 5 เฟสจะไม่แตกต่างจากสเต็ปปิ้งมอเตอร์ 2 เฟส โรเตอร์ในมอเตอร์ทั้งสองมีฟัน 50 ซี่ ความแตกต่างก็คือเนื่องจากมอเตอร์ 5 เฟสมี 10 ขั้วต่อ 2 เฟสโรเตอร์จะต้องเคลื่อนที่ 1/10 ของฟันเพื่อให้สอดคล้องกับเฟสถัดไป แต่ในมอเตอร์ 2 เฟสโรเตอร์จะต้องขยับ 1/4 ของระยะห่างฟันเพื่อให้สอดคล้องกับเฟสถัดไป (8 ขั้ว, 4 ต่อเฟส)

ส่งผลให้ 2 เฟสมี 200 สเต็ปต่อการหมุน 1.8° ต่อสเต็ปในขณะที่ 5 เฟสมี 500 สเต็ปต่อการหมุน 0.72° ต่อสเต็ป ความละเอียดที่เพิ่มขึ้นของ 5 เฟสเป็นไปตามการออกแบบ เมื่อใช้ร่วมกับไดรเวอร์ไมโครสเต็ป สเต็ปปิ้งมอเตอร์ 5 เฟสสามารถทำสเต็ปเล็ก ๆ ได้ถึง 0.00288°, อย่างไรก็ตามความแม่นยำของตำแหน่งและความสามารถในการหมุนไปและกลับยังคงขึ้นอยู่กับความแม่นยำเชิงกลของมอเตอร์ ความแม่นยำเชิงกลของมอเตอร์ 2 เฟส และ 5 เฟส คือ ± 3 arc minutes (0.05°)

ความละเอียดของสเต็ปปิ้งมอเตอร์

การสั่นสะเทือน

เนื่องจากมุมของสเต็ปที่เล็กกว่า ในสเต็ปเปอร์มอเตอร์ 5 เฟส 0.72° กับ 1.8° ในมอเตอร์ 2 เฟส การสั่นสะเทือนในมอเตอร์ 5 เฟสจึงน้อยกว่าใน 2 เฟส กราฟทางด้านขวาแสดงการสั่นสะเทือนที่เกิดจากมอเตอร์ 5 เฟสเทียบกับการสั่นสะเทือนที่เกิดจากสเต็ปเปอร์มอเตอร์ 2 เฟส ดังที่คุณเห็นว่ามอเตอร์ 2 เฟสสร้างแรงสั่นสะเทือนได้มากกว่า

*กราฟทางด้านขวาแสดงถึงไมโครสเต็ปที่ 5K สเต็ปต่อรอบ กราฟเหล่านี้สร้างขึ้นโดยการติดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากับมอเตอร์แบบเพลาคู่ เมื่อมอเตอร์สั่นแรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นจะถูกสร้างเป็นกราฟ ยิ่งมอเตอร์สั่นมากเท่าไหร่แรงดันไฟฟ้าก็จะมากขึ้นเท่านั้น

การสั่นสะเทือนสเต็ปปิ้งมอเตอร์

แรงบิด

แม้ว่าจะมีความแตกต่างเพียงเล็กน้อยระหว่างแรงบิดเอาท์พุตของสเต็ปปิ้งมอเตอร์ 2 เฟส และ สเต็ปปิ้งมอเตอร์ 5 เฟส แต่มอเตอร์ 5 เฟส จะมีแรงบิดที่ "ใช้ได้" มากกว่า สาเหตุหลักมาจากปริมาณการกระเพื่อมของแรงบิดที่มอเตอร์ทั้งสองผลิตขึ้น

ครึ่งสเต็ปหรือไมโครสเต็ปมอเตอร์ 5 เฟส ช่วยเพิ่มแรงบิดได้ถึง 10% เนื่องจากมีการเพิ่มเฟสมากขึ้น มอเตอร์ 2 เฟสจะสูญเสียแรงบิดไปถึง 40% เมื่อใช้ครึ่งสเต็ป และ ไมโครสเต็ป อย่างไรก็ตามไดรเวอร์ 2 เฟส ส่วนมากจะชดเชยโดยการเพิ่มแรงบิดเวกเตอร์ให้มีมากขึ้น

เมื่อสเตเตอร์ได้รับกระแสไฟฟ้ามันจะสร้างแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งดึงดูดฟลักซ์แม่เหล็กของโรเตอร์ ฟลักซ์แม่เหล็กสามารถแบ่งออกเป็นสองเวกเตอร์ คือ เวกเตอร์แบบปกติ และ เวกเตอร์แบบสัมผัส แรงบิดจะเกิดขึ้นเมื่อมีส่วนประกอบสัมผัสเท่านั้น การปรากฏตัวของฟลักซ์สัมผัสแสดงอยู่ในภาพประกอบด้านล่าง

ใน  รูปที่ 1, ฟันของโรเตอร์จะเรียงตรงกับฟันสเตเตอร์ และฟลักซ์ มีเพียงส่วนประกอบปกติเท่านั้นจึงไม่เกิดแรงบิด เนื่องจากฟันของโรเตอร์ถูกเคลื่อนออกจากฟันสเตเตอร์ รูปที่ 2, 3 and 4 มอเตอร์จะสร้างแรงบิด เราเรียกแรงบิดนี้ว่าเป็นลบเนื่องจากแรงบิดพยายามดึงฟันกลับเข้าสู่ตำแหน่งที่มั่นคงใน รูปที่ 5, ฟลักซ์จะถูกแบ่งอย่างเท่าเทียมกันระหว่างฟันสเตเตอร์ และ ไม่มีการสร้างแรงบิด ตามรูปที่ 6, 7 และ 8 แรงบิดที่เป็นบวกจะถูกสร้างขึ้นเมื่อฟันของโรเตอร์ที่ถูกเคลื่อนย้ายไปอยู่ในแนวเดียวกันกับฟันสเตเตอร์ถัดไป ในที่สุดฟันของโรเตอร์จะเรียงตรงกับฟันสเตเตอร์ถัดไป (รูปที่ 1)

องศาสเต็ปปิ้งมอเตอร์  vs. แรงบิด

แต่ละเฟสของมอเตอร์ก่อให้เกิดเส้นโค้งการเคลื่อนที่ของแรงบิดรูปไซน์กับแรงบิดเอาต์พุตทั้งหมดของมอเตอร์ (ภาพประกอบด้านล่าง) ความแตกต่างระหว่างจุดสูงสุดและต่ำสุดเขาเรียกว่าแรงบิดกระเพื่อม แรงบิดกระเพื่อมทำให้เกิดการสั่นสะเทือนดังนั้นยิ่งความแตกต่างมากเท่าไหร่การสั่นสะเทือนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ด้วยจำนวนเฟสที่มากขึ้นซึ่งส่งผลต่อแรงบิดทั้งหมดของมอเตอร์ แรงบิดในมอเตอร์ 5 เฟสจะลดลงอย่างมากเมื่อเทียบกับมอเตอร์ 2 เฟส ความแตกต่างระหว่างจุดสูงสุดและจุดต่ำสุดในมอเตอร์ 2 เฟสอาจมากถึง 29% ในขณะที่ 5 เฟสมีค่าประมาณ 5% เท่านั้น เนื่องจากการกระเพื่อมของแรงบิดก่อให้เกิดการสั่นสะเทือนโดยตรงมอเตอร์ 5 เฟสจึงทำงานได้นุ่มนวลกว่า 2 เฟส

การเคลื่อนที่ของแรงบิดใน 2 เฟส

2-เฟส การกำจัดแรงบิด

การเคลื่อนที่ของแรงบิดใน 5 เฟส

5-เฟส การกำจัดแรงบิด

ความแม่นยำ / การหมุนไปและกลับแบบซ้ำๆ

ความแม่นยำมีสององค์ประกอบคือทางไฟฟ้าและทางกล ข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าเกิดจากเฟสไม่สมดุล ตัวอย่างเช่นความต้านทานของขดลวดมอเตอร์มีค่าความผิดพลาด ± 10%, เป็นไปได้ว่าแม้ว่ามอเตอร์จะมีพิกัดที่ 10W แต่เฟสหนึ่งอาจเป็น 9.2W และอีกเฟสหนึ่งอาจเป็น 10.6W ความแตกต่างระหว่างเฟสนี้จะทำให้โรเตอร์มีเฟสไม่สมดุลย์

ข้อผิดพลาดทางกลมีส่วนประกอบหลายอย่าง ส่วนที่สำคัญคือส่วนที่เกิดจากฟัน แม้ว่าฟันบนมอเตอร์ควรเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส แต่กระบวนการปั๊มและอายุของดายอาจทำให้ฟันบางซี่หรือบางส่วนของฟันรูปร่างผิดเพี้ยนได้ ซึ่งแทนที่จะให้ฟลักซ์แม่เหล็กไหลโดยตรง แต่มันสามารถไหลไปที่อื่น ดังนั้นปัจจัยเหล่านี้จึงส่งผลต่อความแม่นยำของมอเตอร์

การใช้ไดรฟ์แบบเต็มสเต็ปมอเตอร์ 2 เฟส จะทำซ้ำทุกขั้นตอนที่สเต็ป 4 ในขณะที่ในมอเตอร์ 5 เฟส สถานะจะทำซ้ำทุกขั้นตอนที่สเต็ป 10 ข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าที่เกิดจากความไม่สมดุลในเฟสจะหายไปทุกขั้นตอนที่ 4 ใน 2 เฟส และทุกๆขั้นตอนที่ 10 ใน 5 เฟส เหลือเพียงข้อผิดพลาดทางกล

เมื่อมอเตอร์หมุนครบ 360° เสร็จแล้วฟันซี่เดียวกันจะเรียงกันที่จุดเริ่มต้นเดิมเพื่อขจัดข้อผิดพลาดทางกล เนื่องจากมอเตอร์ 2 เฟส ใช้เวลา 200 สเต็ปต่อรอบจึงเกือบจะสมบูรณ์แบบทุก ๆ 200 สเต็ปในขณะที่มอเตอร์ 5 เฟสใช้เวลา 500 สเต็ปต่อรอบและเกือบจะสมบูรณ์แบบทุกๆ 500 สเต็ป

ความแม่นยำสเต็ปปิ้งมอเตอร์

การซิงโครไนซ์

เนื่องจากสเต็ปปิ้งมอเตอร์ 5 เฟส เคลื่อนที่เพียง 0.72° ต่อสเต็ปจึงแทบเป็นไปไม่ได้ที่มอเตอร์ 5 เฟส จะเคลื่อนที่ผิดพลาดที่เกิดจากการโอเวอร์ชูต /อันเดอร์ชูต การที่มอเตอร์จะสูญเสียการซิงโครไนซ์หรือมิสสเต็ปจะเกิดเมื่อฟันบนโรเตอร์ไม่เคลื่อนที่ตรงกันกับฟันบนสเตเตอร์อย่างถูกต้อง อะไรที่เป็นสาเหตุจะทำให้ไม่ถูกต้อง? ข้อแรก ฟันของโรเตอร์ไม่สมมาตรกับฟันอื่นอย่างเหมาะสมอย่างที่ควรจะเป็น ทำให้เกิดภาวะโอเวอร์ช็อต (เมื่อเคลื่อนที่ผ่านเลยฟันที่สเตเตอร์อย่างถูกต้อง) หรืออันเดอร์ช็อต (เมื่อเคลื่อนที่ไปไม่ไกลพอที่จะสมมาตรกับฟันที่สเตเตอร์อย่างถูกต้อง) มากกว่า 3.6° ทำไมต้อง 3.6°? เนื่องจากฟันของโรเตอร์ถูกยึดติดด้วยแม่เหล็ก ฟันจะต้องอยู่ระหว่างฟันบนสเตเตอร์มากกว่าครึ่งทางเพื่อจัดเคลื่อนที่ตรงตำแหน่งที่ถูกต้อง (7.2° ระหว่างฟันของโรเตอร์หารด้วย 2 จะทำให้ได้ 3.6°) ดังนั้นเมื่อโรเตอร์เคลื่อนที่โอเวอร์ชูตฟันสเตเตอร์ที่ถูกต้องเกิน 3.6° °ฟันซี่ถัดไปจะเรียงเข้าไปแทนที่เป็นเหตุให้การเคลื่อนที่ข้ามสเต็ป ในทางกลับกันถ้าโรเตอร์ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้มากกว่า 3.6° ฟันของโรเตอร์จะยังคงเหมือนเดิม ฟันสเตเตอร์และโรเตอร์จะไม่หมุนซึ่งหมายความว่าได้มีการมิสหนึ่งสเต็ป

การจัดตำแหน่งฟันของมอเตอร์สเต็ปเปอร์

วิธีการขับเคลื่อน

มีวิธีการขับเคลื่อนหลายวิธีสำหรับมอเตอร์สเต็ปเปอร์ 2 เฟสและ 5 เฟส นี่คือภาพรวมโดยย่อของแนวคิดสำหรับไดรฟ์แบบฟูลสเต็ปและไมโครสเต็ปปิ้ง

ระบบฟูลสเต็ป 2 เฟส (1.8°/สเต็ป)

ระบบ 2 เฟส ฟูลสเต็ป จะสร้างพลังงานทั้งเฟส A และเฟส B และ สลับระหว่างบวกและลบเพื่อสร้างการหมุน

ระบบฟูลสเต็ป 2-เฟส

ระบบ 5 เฟสฟูลสเต็ป (การกระตุ้นเพนตาก้อน 4 เฟส ) (0.72°/สเต็ป)

ระบบการกระตุ้น 4 เฟสเป็นเอกลักษณ์เฉพาะของมอเตอร์ 5 เฟส และ ให้การทำงานที่เสถียรยิ่งขึ้น

ระบบฟูลสเต็ป 5-เฟส

ไมโครสเต็ปปิ้ง

ไมโครสเต็ปไดรเวอร์ แบ่งสเต็ปองศาขั้นพื้นฐานของมอเตอร์โดยลดกระแสเป็นหนึ่งเฟสในขณะที่เพิ่มกระแสไปยังเฟสถัดไปทีละน้อย ส่งผลให้มอเตอร์มีค่าสเต็ปน้อยลง ด้วยไมโครสเต็ปไดรเวอร์สเต็ปองศาขั้นพื้นฐานของมอเตอร์สามารถแบ่งออกเป็นขั้นตอนย่อย ๆ ได้ตั้งแต่ 1/1 ถึง 1/250

ภาพประกอบทางด้านขวาแสดงถึงแนวคิดพื้นฐานของไมโครสเต็ปปิ้ง

  • รูปที่ 1 - เฟส A อยู่ที่กระแส 100% ดังนั้นโรเตอร์จึงเข้าแถวโดยตรง
  • รูปที่ 2 - กระแสไปยังเฟส A ลดลงเหลือ 75% ในขณะที่ 25% ของกระแสอยู่ในเฟส
  • รูปที่ 3 - กระแสสำหรับทั้งเฟส A และ B คือ 50% ดังนั้นโรเตอร์จึงเรียงแถวตรงกลางทั้งสอง
  • รูปที่ 4 - เฟส A อยู่ที่ 25% และเฟส B อยู่ที่ 75% ดังนั้นโรเตอร์จึงเคลื่อนที่เข้าใกล้เฟส B
  • รูปที่ 5 - เฟส A ปิดอยู่และเฟส B อยู่ที่ 100% ดังนั้นในที่สุดโรเตอร์จึงเข้ากับเฟส B โดยตรง

แผนภาพไมโครสเต็ป

โดยไมโครสเต็ปปิ้งมอเตอร์ในตัวอย่างนี้เราได้แบ่งขั้นตอนพื้นฐาน 500 สเต็ปต่อรอบของมอเตอร์ 5, 5 เฟสด้วย 5 โดยเพิ่มเป็น 2,500 สเต็ปต่อรอบ ตอนนี้ความละเอียดของมอเตอร์จะอยู่ที่ 0.144°

ไมโครสเต็ปปิ้งไม่เพียง แต่ให้ความละเอียดที่สูงขึ้น แต่ยังช่วยให้การทำงานราบรื่นขึ้นการสั่นสะเทือนน้อยลงและมีเสียงรบกวนน้อยกว่าการขับเคลื่อนชนิดอื่น ๆ

บทสรุป

ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการใช้งานของคุณมอเตอร์ 2 เฟส อาจเพียงพอ อย่างไรก็ตามสเต็ปเปอร์มอเตอร์ 5 เฟสให้ความละเอียดที่สูงกว่ามีการสั่นสะเทือนที่ต่ำกว่าอัตราเร่งอัตราความหน่วงที่ดีกว่า (เนื่องจากองศาของสเต็ปที่เล็กกว่า) และมีโอกาสน้อยที่จะสูญเสียการซิงโครไนซ์เนื่องจากโอเวอร์ชูตติ้ง / อันเดอร์ชูตติ้งมากกว่ามอเตอร์แบบ 2 เฟส สำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูงเสียงรบกวนต่ำและการสั่นสะเทือนต่ำ สเต็ปปิ้งมอเตอร์ 5 เฟสเทคโนโลยีจึงดีกว่า

ศูนย์บริการลูกค้า

สำหรับประเทศสิงคโปร์: 1800-842-0280

สำหรับประเทศมาเลเซีย: 1800-806-161

สำหรับประเทศไทย: 1800-888-881

สำหรับประเทศอินเดีย: 1800-120-1995

สำหรับประเทศอื่นๆ: +65-6745-7344

 

เวลาเปิดทำการ

จันทร์ - ศุกร์: 8:30 AM - 5:30 PM

วันเสาร์/วันอาทิตย์/วันหยุดนักขัตฤกษ์: ปิดทำการ

 

สเต็ปปิ้งมอเตอร์
สเต็ปปิ้งมอเตอร์



Copyright 2000 ORIENTAL MOTOR (THAILAND) CO., LTD.