Calmon Stegmotorteknik AB

 

Startsidan
Stegmotorer
Rörelseanalys
Kunskapsområden
Tidigare Projekt
Ert Projekt
Kontakt
Lediga Jobb
Examensarbete

Stegmotorer vår spjutspets

Vi kan stegmotorer, vi har de rätta verktygen och erfarenheterna.

Trots att stegmotorer använts i mer än 20 års tid så saknas bra verktyg för analys, utveckling och optimering av stegmotorsystem hos flertalet användare. Utan rätt verktyg så måste utvecklingsarbetet delvis bedrivas enligt "trial and error" metoden. Arbetet tar längre tid än nödvändigt och resultatet blir ofta långt ifrån optimalt.

Calmon har de rätta verktygen och metoderna för att analysera, konstruera och optimera stegmotorsystem.

Med rätt utrustning och lång erfarenhet löser vi de stegmotorproblem som kan lösas.

Problemet

Den som arbetat med stegmotorer har säkert någon gång förvånats över hur motorn betett sig i vissa lägen. Orsaken till förvåningen är oftast orsakad av att instrument för analys av motorsystemet saknas. Gissningar och antaganden får ersätta vetskap om systemets beteende. Stegmotorns rotor följer inte slaviskt drivstegets signaler utan momentbildningen är en funktion av skillnaden mellan rotorns och statorfältets läge, som på alla synkronmaskiner. Detta faktum gör att en felaktig stegtid (antingen för kort eller för lång) kan orsaka att kraftiga svängningar uppstår. Dämpningen i stegmotorsystem är ofta låg, varvid urfasningen kan ske flera steg senare.

Lösningen

Genom att vi har tillgång till verktyg för analys av både applikationen, stegmotorn och det kompletta systemet så kan vi dimensionera motor och drivsteg på ett systematiskt och säkert sätt. Genom mätningar och beräkningar analyserar vi applikationens momentbehov. Utifrån detta väljs en lämplig kombination av transmission, motor och drivsteg. Prestanda hos kombinationen av motor och drivsteg verifierar vi sedan genom mätningar. Systemets beteende (insvängningsförlopp, rörelsemönster och marginal mot urfasning) kontrollerar och optimerar vi slutligen med hjälp av fasplansanalys. För stegmotorer gäller Stockholmsdevisen: "Att meta är att veta"

 

wpe1.jpg (15817 bytes)

Stegmotorsystem

För konstruktion av ett optimalt stegmotorsystem så krävs kännedom om samtliga ingående komponenter i kedjan. Vi kan finmekanik, finmekaniska transmissioner, stegmotorer, stegmotordrivsteg, programmerbar logik, mikroprocessorsystem och mjukvara för motorstyrnig. Utöver detta så har vi tillgång till verktyg för konstruktion och analys av alla dessa delar. I många företag så är ansvaret för stegmotorsystemets olika delar utspritt på olika avdelningar, mekanik, elektronik respektive mjukvara, vilket försvårar optimering av helheten.

Pris – Prestanda

Vare sig pris eller prestanda eller en kombination av dessa ska optimeras så har vi förutsättningar att lyckas. Genom att mäta och analysera både applikationen, motorn och hela systemet så kan vi undvika onödig överdimensionering. Resultatet av detta arbete kan användas antingen för att minska kostnaderna eller förbättra prestanda. Förutom utrustning för mätning på stegmotorer så har vi ett komplett elektromekaniskt labb för analys av rörelsemönster, läge, krafter, acceleration med mera i mekaniska och elektromekaniska system.

wpe3.jpg (21019 bytes)
wpe4.jpg (22348 bytes)

Ljud & Vibrationer

Ljud och vibrationer är ett välkänt problem för användare av stegmotorer. Vibrationer härrör i princip ifrån den pulserande energitillförseln som uppstår i vissa stegmotorsystem. Motorns vibrationerna sprider sig lätt till mekaniken runt motorn vilket kan vara förödande. Nya motortyper och drivsteg kan minska problemen och i många fall helt eliminera dem. En andra källa till ljud är de krafter som uppstår i motorn då magnetfältet ändras i luftgapet. Även dessa problem kan minskas genom lämplig dimensionering av systemet.

Drivsteg

Ett enkelt drivsteg för en stegmotor kan bestå av ett fåtal komponenter, för endast ett par kronor, och leverera några få Watt till motorn. Det kan vara baserat på en av de många standardkretsar eller vara diskret uppbyggt med uteffekt på flera hundra Watt. Genom mikrostegning kan motorns upplösning ökas och ljud och vibrationer minskas. I vårt mest avancerade drivstegskoncept har vi full kontroll över både motorns upplösning och tillgängligt moment. Detta kan användas för optimering av prestanda eller minskning av ljud och vibrationer.

wpe5.jpg (24251 bytes)
wpe6.jpg (22985 bytes)

Styrning

Stegmotorn passar bra att styras både med mjukvara och hårdvara. Med dagens låga kostnad för programmerbar logik så kan en större del av styrningen placeras i hårdvara, speciellt då höga prestanda eftersträvas. Vi har arbetat med mikroprocessorsystem och mjukvara för styrning av stegmotorer i mer än 15 år och med programmerbar logik i över 10 år. Vi har färdiga byggblock både i mjukvara och hårdvara och behöver därför inte uppfinna hjulet på nytt var gång utan kan utgå ifrån ett fungerande koncept som kundanpassas.

Andra motortyper

De tekniska likheterna mellan drivsteg för stegmotorer och DC-motorer är uppenbara. Vi har under årens lopp konstruerat drivningar och regleringar både för borstlösa och vanliga DC-motorer. Vi har arbetat både med höga och låga varvtal respektive moment. Våra erfarenheter avseende olika motortyper gör att vi alltid kan välja bästa tekniska lösning för varje enskild tillämpning. En stor del av de mätinstrument som vi använder för analys av stegmotorsystem kan även användas för analys av borstlösa respektive vanliga DC-motorer.

wpe7.jpg (16509 bytes)
wpe1.jpg (32839 bytes)

Moment

Stegmotorns moment beror av stegfrekvensen, momentkurvan beskriver detta samband. Beroende på val av drivsteg, steglängd, spänning och ström så förändras momentkurvan. Vår automatiska utrustning mäter moment, effektbehov och verkningsgrad som funktion av stegfrekvens. Informationen ger ovärderlig hjälp vid dimensionering av stegmotorsystem. När en motor ska ersättas med en likvärdig från en annan leverantör kan vi som oberoende instans verifiera motorerna mot varandra.

Stegnoggrannhet

Normalt anger tillverkarna endast noggrannheten på helstegslägen (två faser till) och vid nominell ström i sina datablad. Om kortare steglängd t.ex. mikrostegning används så blir noggrannheten sämre. Vi kan mäta stegnoggrannheten under de förhållanden som gäller i vart enskilt fall. Med rätt drivsteg, steglängd, ström och spänningsnivå. Beroende på vad var enskild applikation kräver så kan den absoluta eller relativa noggrannheten med eller utan hänsyn till hysteres och last mätas.

wpe3.jpg (32991 bytes)
wpe4.jpg (29276 bytes)

Fasplansanalys

Stegmotorer kan tyckas nyckfulla, plötslig tappar de steg, fasar ur och stannar. Med hjälp av fasplansanalys, där rotorns eftersläpning, hastighet och läge kan studeras i tidsplanet, så klarnar bilden av motorns beteende. Oron över nyckfullheten övergår till insikt. Marginalen till urfasning kan studeras under varje del av en rörelse. Det blir möjligt att optimera motorns acceleration / retardation, att eliminera översvängningar och att reducera ljud respektive vibrationer. I de allra flesta konstruktioner kan både säkerhetsmarginal och prestanda ökas.