#6 Translate KEML 897

7/28/2019 #6 Translate KEML 897

http://slidepdf.com/reader/full/6-translate-keml-897 1/8

Translate bahasa indonesia halaman 897

GAMBAR 33,89 Karakteristik torsi motor stepper.

Karakteristik ini menunjukkan rata-rata torsi maksimum, motor dapat berkembang

saat melaju terus pada tingkat tertentu. Torsi ini juga sangat ditentukan oleh parameter dari

motor dan sirkuit drive. Gambar 33.89 menunjukkan bentuk karakteristik khas T-ω pull-out

dari drive motor stepper. Pada kecepatan rendah, torsi pull-out adalah kurang lebih sama

dengan nilai rata-rata siklus positif setengah bentuk gelombang T-θ. Gambar. 33.82. Pada

kecepatan tinggi, yang terbatas namun tetap naik dan turun kali dari arus dan back-emf dari

gulungan mengurangi sejauh mana gulungan adalah energi setiap periode switching.

Akibatnya, torsi pull-out dari motor jatuh sebagai tingkat (kecepatan) meningkat.

Untuk pengoperasian dengan kecepatan tinggi, laju melangkah secara bertahap

meningkat dan menurun dari satu kecepatan ke yang lain. Tanpa percepatan dan perlambatan

kecepatan tinggi, motor tidak akan mampu mengikuti perintah melaju dan akan kehilangan

sinkron dengan eksitasi. Percepatan dan perlambatan tingkat motor stepper juga sangat

ditentukan oleh karakteristik torsi pull-out.

Stepper motor diketahui memiliki kekurangan di sisi mekanis disebabkan resonansi

dan konsekuen salah melaju ketika tingkat switching jatuh dalam band tertentu, yang

sebagian besar ditentukan oleh cara torsi bervariasi dengan waktu, sebagai langkah bermotor.

Hati-hati memilih tingkat stepping biasanya digunakan untuk mengatasi masalah tersebut.



Beberapa shaft mounted tindakan redaman eksternal juga dapat digunakan ketika tingkat

stepping perlu terus bervariasi, seperti dalam kasus mesin-alat profil berikut.

33.8.5 Drive Circuits

Dua jenis sirkuit drive digunakan secara umum untuk stepper motor. The unipolar

drive cocok untuk variabel- reluctance stepper motor, dimana torsi dikembangkan ditentukan

oleh tingkat saat ini, tidak berdasar polaritas. Untuk hibrida dan magnet permanen motor,

arah arus juga penting, sehingga sirkuit driver bipolar lebih cocok.

33.8.5.1 Unipolar Drive Circuits

Dalam bentuk yang paling sederhana, drive sirkuit unipolar, satu untuk setiap berliku,

adalah sebagaimana ditunjukkan dalam Gambar. 33.90. Transistor (MOSFET) adalah

menghidupkan Edon untuk memberikan energi winding, dengan arus yang terbatasi oleh

resistensi winding atau dengan hysteresis atau PWM controller saat ini. The freewheeling

dioda memungkinkan winding saat jalan beredar saat transistor dimatikan.

Sirkuit drive Gambar. 33.90a adalah salah satu dasar. Sebuah rangkaian drive yang

lebih baik ditunjukkan pada Gambar. 33.90b, yang mencakup dioda zener di jalur

freewheeling. Sebuah modulator lebar pulsa juga termasuk dalam rangkaian mengemudi

gerbang. The pulse-width modulasi memungkinkan suplai tegangan dc lebih tinggi (biasanya

5-10 kali tegangan untuk drive resistensi) yang akan digunakan, sehingga mengurangi waktu

naik dari saat ini pada switch-oleh 5-10 kali. Dioda zener memungkinkan cepat jatuh waktu

untuk arus ketika transistor dimatikan dengan menghamburkan energi yang terperangkap

yang winding di switch-off lebih cepat. Namun skema lain ditunjukkan pada Gambar. 33.90c



yang memungkinkan energi yang terperangkap yang winding di switch-off untuk

dikembalikan ke sumber dc saat transistor dimatikan, bukannya hilang dalam gulungan atau

sirkuit freewheeling. Sirkuit ini adalah yang paling efisien, dan pada saat yang sama

memberikan mungkin naik dan turun kali tercepat untuk arus windings.

33.8.5.2 Bipolar Drive Circuits

Bipolar Drive memungkinkan gulungan motor didorong dengan arus dua arah.

Keempat-transistor jembatan sirkuit drive Gambar. 33.91, satu untuk setiap windings, adalah

yang paling populer. Rangkaian dapat memenuhi kenaikan yang diperlukan dan waktu

jatuhnya windings dengan benar memilih dc pasokan tegangan V, modulator lebar pulsa, dan

controller gain saat ini. Dc Beberapa hibrida dan PM motor datang dengan empat gulungan,

dua untuk setiap tahap. Ini dapat dihubungkan secara seri atau paralel, tergantung pada

karakteristik torsi yang diinginkan. Dalam kasus apapun, hanya diperlukan dua sirkuit drive

jenis yang ditunjukkan pada Gambar. 33.91.

33.8.5.3 Drive Circuits for Bifilar Wound Motors

Motor stepping hibrida juga dapat datang dengan gulungan bifilar, yang

memungkinkan sederhana sirkuit drive yang unipolar untuk digunakan. Motor ini memiliki

dua gulungan erat digabungkan untuk setiap tahap. Gambar 33.92 mengilustrasikan dua

gulungan bifilar pada tiang stator dan drive unipolar mereka. Dua gulungan pada setiap

memiliki tiang, oleh karena itu magnetic berbalik ke gulungan lainnya. Karena hanya saat

searah yang terlibat, sirkuit drive yang unipolar Gambar. 33.90a atau b dapat digunakan





Versi bahasa inggris halaman 897 .

FIGURE 33.89 Typical pull-out torque characteristic of a stepper motor.

This characteristic indicates the maximum average torque, the motor may develop

while stepping continuously at a given rate. This torque is also largely determined by the

parameters of the motor and its drive circuits. Figure 33.89 indicates the typical shape of the

pull-out T –ω characteristic of a stepper motor drive. At low speed, the pull-out torque is

roughly equal to the average value of the positive half-cycle of the T –θ wave forms of Fig.

33.82. At high speed, the finite but fixed rise and fall times of the currents and the back-emf

of the winding reduces the extent to which the windings are energized during each switching

period. Consequently, the pull-out torque of the motors falls as the stepping rate (speed)

increases.

For operation at high speed, the stepping rate is gradually increased and decreased

from one speed to another. Without careful acceleration and deceleration to and from a high

speed, the motor will not be able to follow the stepping commands and will lose its

synchronism with the stepping pulses or winding excitations. The acceleration and

deceleration rates of a stepper motor are also determined largely by the pull-out torque

characteristic.



Stepper motors are known to suffer from mechanically induced resonance and

consequent mis-stepping when its switching rate falls within certain bands, which are largely

determined by the way the developed torque varies with time, as the motor steps. Careful

selection of stepping rate is normally employed to overcome the problem. Some

shaftmounted external damping measures may also be used when the stepping rate needs to

be continuously varied, such as in the case of machine-tool profile following.

33.8.5 Drive Circuits

Two types of drive circuits are in general use for stepper motors. The unipolar drive is

suitable for variable-reluctance stepper motors, for which the developed torque is determined

by the level of current, not its polarity. For hybrid and permanent-magnet motors, the

direction of current is also important, so that the bipolar drive circuits are more suitable.

33.8.5.1 Unipolar Drive Circuits

In its simplest form, the unipolar drive circuits, one for each winding, are as indicated

in Fig. 33.90. The transistor (MOSFET)isturnedontoenergizethewinding,withacurr

ent that is limited either by the winding resistance or by hysteresis or PWM current

controllers. The freewheeling diode allows the winding current a circulating path when the

transistor is turned off.

The drive circuit of Fig. 33.90a is a basic one. A better drive circuit is shown in Fig.

33.90b, which includes a zener diode in the freewheeling path. A pulse-width modulator is

also included in the gate driving circuit. The pulse-width modulator allows a higher dc supply

voltage (typically 5–10 times the voltage for the resistance-limited drive) to be used, thereby



reducing the rise time of current at switch-on by 5–10 times. The zener diode allows a fast

fall time for the current when the transistor is turned off by dissipating the trapped energy of

the winding at switch-off faster. Yet another scheme is shown in Fig. 33.90c which allows the

trapped energy of the winding at switch-off to be returned to the dc source when the transistor

is turned off, rather than being dissipated in the winding or the freewheeling circuits. This

circuit is by far the most efficient, and at the same time gives the fastest possible rise and fall

times for the winding currents.

33.8.5.2 Bipolar Drive Circuits

The bipolar drive allows the motor windings to be driven with bidirectional currents.

The four-transistor bridge drive circuit of Fig. 33.91, one for each winding, is the most

popular. The circuit can cater to the required rise and fall times of the winding by properly

selecting the dc supply voltage V , the pulse-width modulator, and the current controller gains.

Dc Some hybrid and PM motors come with four windings, two for each phase. These may be

connected in series or parallel, depending on the torque characteristics desired. In any case,

only two drive circuits of the type indicated in Fig. 33.91 are required.

33.8.5.3 Drive Circuits for Bifilar Wound Motors

Hybrid stepping motors may also come with bifilar windings, which allow the simpler

unipolar drive circuits to be used. These motors have two tightly coupled windings for each

phase. Figure 33.92 illustrates two bifilar windings on stator pole and their unipolar drives.

The two windings on each pole haveoppositesense,sothatthemagneticpolarityisreversedby

simply switching the other winding. Since only unidirectional current is involved, the

unipolar drive circuits of Fig. 33.90a or b may be used at a considerable savings in terms of



the drive circuits. This benefit is, however, derived at the cost of extra winding space, and

hence larger volume, for the same torque.

Documents

#6 Translate KEML 897