Askelmoottorin ohjaus mikroaskeltamalla

Abstract

Tässä työssä tutkittiin askelmoottorien ohjausta tarkan hienomekaanisen liikkeen toteuttamisen kannalta. Vaikka asiasta on teoreettista tietoa, ei todellisista saavutetuista tarkkuuksista ollut tutkimustietoa saatavilla. Työssä oli tarkoitus kartoittaa esiin tulevia ongelmia, ja etsiä todellisten liikkeiden tarkkuuksien rajoja. Työssä tutkittiin ongelmaa eniten tarkkuusohjauksissa käytetyn hybridiaskelmoottorin näkökulmasta. Askelmoottorin askeleet eivät ole yhtäsuuria, vaan voivat vaihdella askelten pituuteen nähden laajoissa rajoissa. Yksiselitteistä syytä tähän ei löytynyt, mutta yksi syy on askelmoottoriohjaimen teho-osassa olevan hakkurivirtalähteen eräiden komponenttien valmistustoleransseissa. Askelmoottorin yksi askel voidaan jakaa mikroaskelluksella pienempiin osiin. Havaittiin, että moottoria ohjattaessa mikroaskeltamalla roottori pyörähtää erittäin voimakkaasti aina tietyssä kohdassa muihin mikroaskeliin verrattuna. Tämä johtuu roottorilla olevasta kestomagneetista. Kokeellisesti todellista käyttötilannetta vastaavissa olosuhteissa kehitettiin ohjaustapa, jolla ilmiö miltein kumoutuu ja askelmoottori käyttäytyy hienomekaanisten sovellusten yhteydessä huomattavasti paremmin. Työssä käytettiin hybridiaskelmoottoria, jonka roottorilla on suhteellisen voimakas kestomagneetti. Tämä magneetti osoittautui suureksi haitaksi moottorin liikkeen hallittavuuden kannalta. Jatkossa on tutkittava erityisesti mikroaskellukseen kehitettyjen moottorien, joissa magneetin suuruutta on pienennetty, soveltuvuutta tarkan hienomekaanisen liikkeen toteuttamiseen. /Kir10