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| 步進電機在防爆灌裝機中的應用 | 2020-08-18 |
| 我國的液體灌裝機經(jīng)過近20年的發(fā)展，已經(jīng)取得了長足的進步，但與國外相比，還存在著比較大的差距，差距空間在什么地方呢？我們認為主要在于控制方面。鑒于此，溫州大學的楊福餐和河南科技大學的吳龍奇兩位專家，就他們所從事的研究內(nèi)容寫成系列文章，希望能對有關(guān)業(yè)內(nèi)人士有所啟發(fā)。 一、步進電機工作原理 步進電機是將給定的電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。 給定一個電脈沖信號，步進電機轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過相應的角度，這個角度就稱作該步進電機的步距角。目前常用步進電機的步距角大多為1.8度（俗稱一步）或0.9度（俗稱半步）。以步距角為0.9度的進步電機來說，當我們給步進電機一個電脈沖信號，步進電機就轉(zhuǎn)過0.9度；給兩個脈沖信號，步進電機就轉(zhuǎn)過1.8度。以此類推，連續(xù)給定脈沖信號，步進電機就可以連續(xù)運轉(zhuǎn)。由于電脈沖信號與步進電機轉(zhuǎn)角存在的這種線性關(guān)系，使得步進電機在速度控制、位置控制等方面得到了廣泛的應用。 步進電機的使用至少需要三個方面的配合， （1）電脈沖信號發(fā)生器，它按照給定的設(shè)置重復為步進電機輸送電脈沖信號，目前這種信號大多數(shù)由可編程控制器或單片機來完成； （2）驅(qū)動器（信號放大器），它除了對電脈沖信號進行放大、驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)動以外，還可以通過它改善步進電機的使用性能，事實上它在步進電機系統(tǒng)中起著重要的作用，一般一種步進電機可以根據(jù)不同的工況具有多種驅(qū)動器； （3）步進電機，它有多種控制原理和型號，現(xiàn)在常用的有反應式、感應子式、混合式等。 進電機的速度控制是通過輸入的脈沖頻率快慢實現(xiàn)的。當發(fā)生脈沖的頻率減小時，步進電機的速度就下降；當頻率增長時，速度就加快。還可以通過頻率的改變而提高步進電機的速度或位置精度。 步進電機的位置控制是靠給定的脈沖數(shù)量控制的。給定一個脈沖，轉(zhuǎn)過一個步距角，當停止的位置確定以后，也就決定了步進電機需要給定的脈沖數(shù)。在液體灌裝機控制中，給定脈沖數(shù)的多少，還與機構(gòu)的參數(shù)有關(guān)，例如螺桿的直徑等。 在液體灌裝機中，很多情況下需要控制執(zhí)行機構(gòu)的運行速度和運行位置，以前都是通過機械或其他方式來完成的，機構(gòu)復雜、調(diào)節(jié)不易。改用步進電機后，不僅能使液體灌裝機結(jié)構(gòu)變得簡單、調(diào)節(jié)方便、可靠性增長，而且粗度會得到很大提高。 步進電機在物料計量方面的應用 粉狀物料的計量 螺桿計量是常用的容積式計量方式，它是通過螺桿旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)多少來達到計量的多少，為了達到計量大小可調(diào)和提高計量精度的目的，要求螺桿的轉(zhuǎn)速可調(diào)和位置定位準確，使用步進電機可以同時滿足這兩個方面的要求。 例如粉劑液體灌裝機的計量采用了步進電機控制螺桿的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)數(shù)，不僅簡化了機械結(jié)構(gòu)，而且使得控制非常方便。在不過載的情況下，步進電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，這與電磁離合器控制的螺桿計量相比，具有明顯的精度優(yōu)勢，更加適合于比重變化比較大的物料計量。 步進電機與螺桿采用直接連接的方式，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。值得指出的是，如步進電機的過載能力較代，當輕微過載時，就會出現(xiàn)相當大的噪聲。因此，在計量工況確定以后，就要選用較大的過載系數(shù)，以保證步進電機平衡工作。 | |
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