Кривые разгона и торможения привода поршневого насоса
Шаговый двигатель не может при любой нагрузке мгновенно перейти из покоя на заданную высокую скорость. Привод поршневого насоса должен преодолеть трение, гидравлическую нагрузку и инерцию и оставить ход для торможения.
1. Зачем нужно управление разгоном
Рампу выбирают по характеристике момент–скорость при фактическом напряжении, токе, драйвере и микрошаге. Удерживающий момент не описывает динамический момент на высокой скорости.
2. Как различать пропуск шагов и вибрацию
Слишком высокое ускорение может потребовать больше момента, чем доступно на этой скорости, и вызвать пропуск шагов. Влияют также нагрузка, питание, ток, резонанс и сборка.
Малое ускорение само по себе не вызывает пропуска, но медленное прохождение зоны резонанса может продлить вибрацию.
Расчёт частоты и момента см. в статье Расчёт и подбор шагового двигателя для прецизионного поршневого насоса.
3. Три типичных профиля
Линейный профиль использует постоянное ускорение и прост в реализации, но ускорение резко меняется в точках перехода. S-образный профиль изменяет ускорение постепенно и снижает удар. Параболический профиль распределяет ускорение нелинейно по диапазону скорости.
Схемы показывают только форму и не являются готовыми параметрами конкретного насоса.
4. Пересчёт скорости двигателя в скорость поршня и расход
При прямом приводе винта с ходом p (mm/rev) и скоростью n (rev/s) скорость поршня v = p × n. При эффективной площади A (mm²) теоретический расход Q = A × v, причём 1 mm³ = 1 μL.
v = p × n; Q = A × vНа фактическую жидкость влияют противодавление, сопротивление, пузырьки, клапаны и уплотнения.Реверсивный мёртвый ход описан в статье Компенсация люфта поршневого насоса.
5. Порядок настройки программы
- Низкая скорость: Проверить направление к исходной точке, концевые положения и полезный ход.
- Фактический тракт: Постепенно повышать скорости всасывания и выдачи с реальной жидкостью, трубками и противодавлением.
- Запись параметров: Фиксировать начальную и целевую частоту, время рампы, микрошаг, задержку клапана и выдержку.
- Короткий ход: Если пути для разгона недостаточно, снизить пик или сократить участок постоянной скорости.
- Проверка жидкости: Измерить дозу, повторяемость, пузырьки, вибрацию, пропуски шагов и температуру двигателя.
Вывод
Профиль должен одновременно удовлетворять характеристике двигателя, механической и гидравлической нагрузке, полезному ходу и циклу обработки жидкости. Финальный критерий — дозирование в фактическом тракте.