Stepper Motor Basics: Jenis, Tujuan dan Cara Kerjanya

Dalam artikel ini, kami akan membahas dasar -dasar motor stepper. Anda akan belajar tentang prinsip kerja, metode kontrol, penggunaan dan jenis motor stepper.

Pengenalan motor stepper

Dasar -dasar motor stepper

Motor stepper adalah motor listrik yang fitur utamanya adalah bahwa porosnya berputar dengan melakukan langkah -langkah, yaitu dengan bergerak dengan jumlah derajat yang tetap. Fitur ini diperoleh berkat struktur internal motor, dan memungkinkan untuk mengetahui posisi sudut yang tepat dari poros dengan hanya menghitung bagaimana langkah -langkah dapat dilakukan, tanpa perlu sensor. Fitur ini juga membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi.

Prinsip kerja motor stepper

Seperti semua dengan motor listrik, motor stepper memiliki bagian diam (stator) dan bagian yang bergerak (rotor). Pada stator, ada gigi di mana kumparan terhubung, sedangkan rotor adalah magnet permanen atau inti besi keengganan variabel. Kami akan menyelam lebih dalam ke struktur rotor yang berbeda nanti. Prinsip kerja dasar motor stepper adalah sebagai berikut: dengan memberi energi satu atau lebih fase stator, medan magnet dihasilkan oleh arus yang mengalir dalam koil dan rotor sejajar dengan medan ini. Dengan memasok fase yang berbeda secara berurutan, rotor dapat diputar dengan jumlah tertentu untuk mencapai posisi akhir yang diinginkan.

Jenis Pengemudi Motor Stepper

Ada berbagai driver motor stepper yang tersedia di pasaran, yang menampilkan fitur berbeda untuk aplikasi tertentu. Karakteristik paling penting termasuk antarmuka input. Pilihan yang paling umum adalah:

• Langkah/Arah - Dengan mengirim pulsa pada pin langkah, driver mengubah outputnya sedemikian rupa sehingga motor akan melakukan langkah, arah yang ditentukan oleh level pada pin arah.

• Fase/Aktifkan - Untuk setiap fase belitan stator, fase menentukan arah saat ini dan pemicu memungkinkan jika fase diberi energi.

• PWM-Secara langsung mengontrol sinyal gerbang dari FET sisi rendah dan sisi tinggi.

Fitur penting lain dari driver motor stepper adalah jika hanya dapat mengontrol tegangan melintasi belitan, atau juga arus yang mengalir melalui itu:

• Dengan kontrol tegangan, pengemudi hanya mengatur tegangan melintasi belitan. Torsi dikembangkan dan kecepatan dengan mana langkah -langkah dieksekusi hanya bergantung pada karakteristik motor dan beban.

• Driver kontrol saat ini lebih maju, karena mereka mengatur arus yang mengalir melalui koil aktif untuk memiliki kontrol yang lebih baik atas torsi yang dihasilkan, dan dengan demikian perilaku dinamis dari seluruh sistem.

Jenis motor stepper

1. Motor Stepper Reaktif 

Stator motor stepper reaktif terbuat dari lembaran baja silikon, dan dua tiang magnet yang berlawanan dilukai dengan belitan yang sama dengan arah belitan yang berbeda. Saat berenergi, sepasang tiang N dan S terbentuk, dan tidak ada belitan di rotor motor. Rotor motor terbuat dari bahan magnetik lembut. Ada banyak gigi kecil dengan ukuran yang sama dan jarak yang sama pada permukaan luar kutub rotor dan permukaan bagian dalam tiang stator. Gaya elektromagnetik adalah gaya pendorong untuk motor stepper reaktif untuk bergerak. Di bawah aksi gaya elektromagnetik, rotor akan bergerak ke posisi permeabilitas magnetik maksimum (atau resistansi magnetik minimum) dan berada dalam keadaan seimbang.

2. Motor loncatan magnet permanen

Bahan rotor motor stepper magnet permanen adalah magnet permanen, jumlah kutub rotor dan statornya sama, torsi output motor besar, dan sudut langkahnya relatif besar, tetapi kinerja kerjanya baik.

3. Motor Stepper Hibrida

Struktur stator motor stepper hibrida sama dengan motor stepper reaktif. Rotor dibagi menjadi dua bagian dalam arah aksial. Jumlah dan ukuran gigi kecil yang sama didistribusikan secara merata ke arah inti besi dari kedua bagian tersebut, tetapi mereka salah tempat dengan setengah dari pitch gigi. Magnet permanen tertanam di tengah dua inti besi, sehingga inti besi di satu ujung rotor adalah N kutub dan inti besi di ujung lainnya adalah t tiang, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.1. Polaritas N dan S dari rotor tetap tidak berubah, dan perubahan berurutan dari polaritas N dan S dari kutub magnetik stator direalisasikan dengan mengendalikan arus belitan stator, dan gaya yang sesuai dihasilkan pada kutub N dan S dari rotor untuk mendorong rotor untuk berputar sesuai kebutuhan. Karena medan magnet permanen dari rotor motor stepper hibrida juga menghasilkan bagian dari torsi, lebih besar dari torsi yang dihasilkan oleh medan magnet stator motor stepper reaktif.

Memilih motor stepper untuk CNC adalah tentang memahami persyaratan torsi dan rpm (kecepatan) Anda.

Motor stepper terbaik akan mampu memberikan torsi yang Anda wajib sementara juga cukup cepat. Saya memberi tahu Anda pilihan terbaik saya tergantung pada kategori motor stepper:

Stepper Motors Keuntungan

Sekarang kami memahami prinsip -prinsip kerja motor stepper, akan berguna untuk meringkas pro dan kontra mereka dibandingkan dengan jenis motor lainnya.

Stepper Motors adalah motor listrik yang mengubah pulsa listrik menjadi gerakan mekanis yang tepat, menjadikannya solusi ideal untuk banyak aplikasi medis. Perangkat dan peralatan medis sering membutuhkan penentuan posisi presisi tinggi, kebisingan rendah, dan kemampuan torsi tinggi, yang semuanya dapat dicapai dengan motor stepper.
Salah satu manfaat utama motor stepper adalah kemampuan mereka untuk memberikan gerakan yang tepat dan akurat. Ini membuat mereka menjadi pilihan yang sangat baik untuk aplikasi medis seperti robot bedah, pompa infus, dan pemindai CT, di mana bahkan penyimpangan kecil dari jalur atau posisi yang dimaksud dapat memiliki konsekuensi serius. Stepper Motors juga dapat diprogram untuk memberikan gerakan yang halus dan terkontrol, yang sangat penting dalam prosedur bedah dan pencitraan medis. Kesalahan persentase langkah tidak menumpuk saat motor berputar.
1. Ini dapat berjalan pada berbagai kecepatan, termasuk kecepatan yang sangat lambat tanpa reduksi reduksi.
2. Motor stepper memberikan respons yang sangat baik selama mode start, stop dan reverse.
3. Ini sangat dapat diandalkan karena tidak ada kuas atau komutator yang digunakan. Waktu hidupnya tergantung pada kehidupan bantalan.
4. Sirkuit kontrol motor stepper sederhana dan berbiaya rendah. Ini terutama digunakan untuk aplikasi daya rendah. Jumlah fase motor stepper: mengacu pada jumlah kelompok kumparan di dalam motor. Saat ini, dua fase dan tiga fase umumnya digunakan.
1. Langkah Sudut: Sesuai dengan sinyal pulsa, perpindahan sudut rotor motor.
Parameter Listrik: Arus, Resistansi, Induktansi.
Holding Torque: Mengacu pada saat ketika motor stepper diberi energi tetapi tidak berputar, stator mengunci rotor.
2. Torsi penentuan posisi: Torsi pengunci rotor motor itu sendiri ketika motor tidak ditenagai.
3. Menjalankan karakteristik frekuensi torsi: Kurva hubungan antara torsi output dan frekuensi selama pengoperasian motor yang diukur dalam kondisi pengujian tertentu.

Stepper Motors PLICIKASI

Pertama, motor loncatan terutama digunakan dalam beberapa kesempatan dengan persyaratan penentuan posisi, seperti: menyeret tabel pemotongan kawat, tabel mesin kerumunan (penentuan posisi pori), mesin pengemasan (panjang tetap), pada dasarnya semua kesempatan yang melibatkan pemosisian menggunakannya.

Kedua, ini banyak digunakan dalam printer 3D, peralatan pemantauan, kunci pintar, penganalisa darah, mikroskop pintar, penguji penglihatan dan bidang lainnya, terutama cocok untuk aplikasi yang membutuhkan operasi yang stabil, kebisingan rendah, respons cepat, umur layanan yang panjang, dan torsi output tinggi.

Ketiga, motor loncatan banyak digunakan dalam mesin dan peralatan tekstil seperti mesin bordir terkomputerisasi. Karakteristik jenis motor loncatan ini adalah bahwa torsi tidak tinggi, kecepatan respons start-up yang sering cepat, noise berjalan rendah, operasinya stabil, dan kinerja kontrolnya bagus. , Biaya seluruh mesin rendah.

Pencegahan aplikasi motor stepper:
  1. Motor loncatan digunakan dalam kesempatan berkecepatan rendah --- kecepatan tidak melebihi 1000 revolusi per menit (6666pps pada 0,9 derajat), lebih disukai antara 1000-3000pps (0,9 derajat), dan dapat digunakan di sini oleh perangkat yang melambat. Pada saat ini, motor memiliki efisiensi kerja yang tinggi dan kebisingan rendah.
   2. Motor loncatan terbaik untuk tidak menggunakan keadaan langkah penuh, getarannya besar dalam keadaan langkah penuh.

   3. Untuk beban dengan momen inersia yang besar, motor ukuran bingkai besar harus dipilih.
4. Ketika motor berada pada kecepatan yang lebih tinggi atau beban inersia besar, itu adalah gen.

Video motor stepper