Visualizzazioni: 9 Autore: Editor del sito Orario di pubblicazione: 2023-05-16 Origine: Luogo
In questo articolo tratteremo le basi dei motori passo-passo.Imparerai il principio di funzionamento, il metodo di controllo, l'utilizzo e i tipi di motori passo-passo.
Un motore passo-passo è un motore elettrico la cui caratteristica principale è che il suo albero ruota eseguendo passi, cioè spostandosi di un numero fisso di gradi.Questa caratteristica è ottenuta grazie alla struttura interna del motore, e permette di conoscere l'esatta posizione angolare dell'albero semplicemente contando quanti passi sono stati eseguiti, senza bisogno di un sensore.Questa caratteristica lo rende adatto anche ad una vasta gamma di applicazioni.
Come tutti i motori elettrici, i motori passo-passo hanno una parte fissa (lo statore) e una parte mobile (il rotore).Sullo statore sono presenti denti su cui sono cablate le bobine, mentre il rotore è un magnete permanente o un nucleo di ferro a riluttanza variabile.Approfondiremo più approfonditamente le diverse strutture del rotore in seguito.Il principio di funzionamento di base del motore passo-passo è il seguente: energizzando una o più fasi dello statore, viene generato un campo magnetico dalla corrente che scorre nella bobina e il rotore si allinea con questo campo.Alimentando diverse fasi in sequenza, il rotore può essere ruotato di una determinata quantità per raggiungere la posizione finale desiderata.
Sul mercato sono disponibili diversi driver per motori passo-passo, che presentano caratteristiche diverse per applicazioni specifiche.Le caratteristiche più importanti includono l'interfaccia di input.Le opzioni più comuni sono:
Passo/Direzione – Inviando un impulso al pin Step, il driver cambia la sua uscita in modo tale che il motore esegua un passo, la cui direzione è determinata dal livello sul pin Direction.
Fase/Abilitazione – Per ciascuna fase dell'avvolgimento dello statore, Fase determina la direzione della corrente e attiva l'Abilitazione se la fase è energizzata.
PWM – Controlla direttamente i segnali di gate dei FET low-side e high-side.
Un'altra caratteristica importante di un driver per motore passo-passo è se è in grado di controllare solo la tensione attraverso l'avvolgimento, o anche la corrente che lo attraversa:
Con il controllo della tensione, il driver regola solo la tensione attraverso l'avvolgimento.La coppia sviluppata e la velocità con cui vengono eseguiti i passi dipendono solo dalle caratteristiche del motore e del carico.
I driver di controllo della corrente sono più avanzati, poiché regolano la corrente che scorre attraverso la bobina attiva per avere un migliore controllo sulla coppia prodotta e quindi sul comportamento dinamico dell'intero sistema.
Lo statore del motore passo-passo reattivo è costituito da fogli di acciaio al silicio e i due poli magnetici opposti sono avvolti con lo stesso avvolgimento con direzioni di avvolgimento diverse.Quando energizzato, si forma una coppia di poli N e S e non vi è alcun avvolgimento nel rotore del motore.Il rotore del motore è realizzato in materiale magnetico morbido.Ci sono molti piccoli denti con la stessa dimensione e la stessa spaziatura sulla superficie esterna del polo del rotore e sulla superficie interna del polo dello statore.La forza elettromagnetica è la forza trainante per il movimento del motore passo-passo reattivo.Sotto l'azione della forza elettromagnetica, il rotore si sposterà nella posizione di massima permeabilità magnetica (o minima resistenza magnetica) e si troverà in uno stato bilanciato.
Il materiale del rotore del motore passo-passo a magnete permanente è il magnetismo permanente, il numero di poli del rotore e dello statore è lo stesso, la coppia di uscita del motore è elevata e l'angolo di passo è relativamente ampio, ma le prestazioni di lavoro è buono.
La struttura dello statore del motore passo-passo ibrido è la stessa di quella del motore passo-passo reattivo.Il rotore è diviso in due sezioni in direzione assiale.Lo stesso numero e dimensione di piccoli denti sono distribuiti uniformemente nella direzione circonferenziale del nucleo di ferro delle due sezioni, ma sono spostati di metà del passo dei denti.Un magnete permanente è incorporato al centro dei due nuclei di ferro, in modo che il nucleo di ferro a un'estremità del rotore sia polo N e il nucleo di ferro all'altra estremità sia polo S, come mostrato nella Figura 1.1.Le polarità N e S del rotore rimangono invariate e il cambiamento sequenziale delle polarità N e S dei poli magnetici dello statore viene realizzato controllando la corrente dell'avvolgimento dello statore e viene generata una forza corrispondente sui poli N e S del rotore per spingere il rotore a ruotare come richiesto.Poiché anche il campo magnetico permanente del rotore del motore passo-passo ibrido genera una parte della coppia, è maggiore della coppia generata dal campo magnetico dello statore del motore passo-passo reattivo.
Scegliere un motore passo-passo per CNC significa comprendere i requisiti di coppia e RPM (velocità).
Il miglior motore passo-passo sarà in grado di fornire la coppia richiesta pur essendo abbastanza veloce. Ti dico le mie scelte migliori in base alla categoria del motore passo-passo:
Ora che abbiamo compreso i principi di funzionamento dei motori passo-passo, è utile riassumerne i pro e i contro rispetto ad altri tipi di motori.
I motori passo-passo sono motori elettrici che convertono gli impulsi elettrici in movimenti meccanici precisi, rendendoli una soluzione ideale per molte applicazioni mediche.I dispositivi e le apparecchiature mediche spesso richiedono posizionamento ad alta precisione, bassa rumorosità e capacità di coppia elevata, tutti risultati ottenibili con i motori passo-passo.
Uno dei vantaggi principali dei motori passo-passo è la loro capacità di fornire movimenti precisi e accurati.Ciò li rende una scelta eccellente per applicazioni mediche come robot chirurgici, pompe per infusione e scanner TC, dove anche piccole deviazioni dal percorso o dalla posizione prevista possono avere gravi conseguenze.I motori passo-passo possono anche essere programmati per fornire un movimento fluido e controllato, essenziale nelle procedure chirurgiche e nell'imaging medico.L'errore percentuale del passo non si accumula durante la rotazione del motore.
1. È in grado di funzionare a un'ampia gamma di velocità, comprese velocità molto lente senza riduzione.
2. Il motore passo-passo fornisce un'eccellente risposta durante l'avvio, l'arresto e la modalità inversa.
3. È altamente affidabile poiché non vengono utilizzate spazzole o commutatore.La sua durata dipende dalla durata del cuscinetto.
4. Il circuito di controllo del motore passo-passo è semplice ed economico.Viene utilizzato principalmente per applicazioni a bassa potenza. Il numero di fasi del motore passo-passo: si riferisce al numero di gruppi di bobine all'interno del motore.Attualmente vengono comunemente utilizzate le soluzioni bifase e trifase.
1. Angolo di passo: corrispondente a un segnale di impulso, lo spostamento angolare del rotore del motore.
Parametri elettrici: corrente, resistenza, induttanza.
Coppia di mantenimento: si riferisce al momento in cui il motore passo-passo è energizzato ma non ruota, lo statore blocca il rotore.
2. Coppia di posizionamento: la coppia di bloccaggio del rotore del motore stesso quando il motore non è alimentato.
3. Caratteristiche coppia-frequenza di funzionamento: la curva della relazione tra la coppia di uscita e la frequenza durante il funzionamento del motore misurata in determinate condizioni di prova.
Innanzitutto, il motore passo-passo viene utilizzato principalmente in alcune occasioni con requisiti di posizionamento, come: trascinamento del tavolo da taglio a filo, tavolo della macchina tufting (posizionamento dei pori), macchina confezionatrice (lunghezza fissa), praticamente tutte le occasioni che implicano il posizionamento. Usalo.
In secondo luogo, è ampiamente utilizzato nelle stampanti 3D, apparecchiature di monitoraggio, serrature intelligenti, analizzatori di sangue, microscopi intelligenti, tester di visione e altri campi, particolarmente adatto per applicazioni che richiedono funzionamento stabile, bassa rumorosità, risposta rapida, lunga durata e coppia di uscita elevata .
In terzo luogo, i motori passo-passo sono ampiamente utilizzati nelle macchine e nelle apparecchiature tessili come le macchine da ricamo computerizzate.Le caratteristiche di questo tipo di motori passo-passo sono che la coppia non è elevata, la velocità di risposta all'avvio frequente è rapida, il rumore di funzionamento è basso, il funzionamento è stabile e le prestazioni di controllo sono buone., Il costo dell'intera macchina è basso.
Precauzioni per l'applicazione del motore passo-passo:
1. Il motore passo-passo viene utilizzato in occasioni a bassa velocità: la velocità non supera i 1000 giri al minuto (6666 PPS a 0,9 gradi), preferibilmente tra 1000 e 3000 PPS (0,9 gradi), e può essere utilizzato qui da un dispositivo di decelerazione.In questo momento, il motore ha un'elevata efficienza operativa e un basso rumore.
2. È meglio non utilizzare il motore passo-passo nello stato di passo intero, la vibrazione è elevata nello stato di passo intero.
3. Per carichi con momento d'inerzia elevato, è necessario selezionare un motore di grande dimensione.
4. Quando il motore gira a una velocità maggiore o presenta un carico di inerzia elevato, si verifica un problema genetico.
