Aantal keren bekeken: 9 Auteur: Site-editor Publicatietijd: 16-05-2023 Herkomst: Locatie
In dit artikel bespreken we de basisprincipes van stappenmotoren.Je leert over het werkingsprincipe, de besturingsmethode, het gebruik en de soorten stappenmotoren.
Een stappenmotor is een elektromotor waarvan het belangrijkste kenmerk is dat de as roteert door stappen uit te voeren, dat wil zeggen door een vast aantal graden te bewegen.Deze functie wordt verkregen dankzij de interne structuur van de motor en maakt het mogelijk om de exacte hoekpositie van de as te kennen door simpelweg te tellen hoeveel stappen zijn uitgevoerd, zonder dat er een sensor nodig is.Deze eigenschap maakt hem ook geschikt voor een breed scala aan toepassingen.
Zoals alle elektromotoren hebben stappenmotoren een stationair deel (de stator) en een bewegend deel (de rotor).Op de stator bevinden zich tanden waarop spoelen zijn aangesloten, terwijl de rotor een permanente magneet is of een ijzeren kern met variabele reluctantie.We zullen later dieper ingaan op de verschillende rotorstructuren.Het fundamentele werkingsprincipe van de stappenmotor is als volgt: door het bekrachtigen van een of meer van de statorfasen wordt een magnetisch veld gegenereerd door de stroom die in de spoel vloeit en de rotor wordt uitgelijnd met dit veld.Door verschillende fasen achter elkaar aan te bieden, kan de rotor een bepaalde hoeveelheid worden gedraaid om de gewenste eindpositie te bereiken.
Er zijn verschillende stappenmotordrivers op de markt verkrijgbaar, die verschillende functies voor specifieke toepassingen demonstreren.De belangrijkste kenmerken zijn onder meer de invoerinterface.De meest voorkomende opties zijn:
Stap/Richting – Door een puls op de Step-pin te sturen, verandert de driver zijn output zodanig dat de motor een stap zal uitvoeren, waarvan de richting wordt bepaald door het niveau op de Direction-pin.
Fase/Enable – Voor elke fase van de statorwikkeling bepaalt Phase de stroomrichting en activeert Enable als de fase wordt bekrachtigd.
PWM – Bestuurt rechtstreeks de poortsignalen van de FET's aan de lage en hoge kant.
Een ander belangrijk kenmerk van een stappenmotordriver is of deze alleen de spanning over de wikkeling kan regelen, of ook de stroom die erdoorheen vloeit:
Bij spanningsregeling regelt de driver alleen de spanning over de wikkeling.Het ontwikkelde koppel en de snelheid waarmee de stappen worden uitgevoerd, zijn alleen afhankelijk van de motor- en belastingskarakteristieken.
Stroomregeldrivers zijn geavanceerder, omdat ze de stroom regelen die door de actieve spoel vloeit om een betere controle te hebben over het geproduceerde koppel, en dus over het dynamische gedrag van het hele systeem.
De stator van de reactieve stappenmotor is gemaakt van siliciumstaalplaten en de tegenoverliggende twee magnetische polen zijn gewikkeld met dezelfde wikkeling met verschillende wikkelrichtingen.Bij bekrachtiging worden een paar N- en S-polen gevormd en is er geen wikkeling in de motorrotor.De rotor van de motor is gemaakt van zacht magnetisch materiaal.Er zijn veel kleine tanden met dezelfde grootte en dezelfde afstand op het buitenoppervlak van de rotorpool en het binnenoppervlak van de statorpool.Elektromagnetische kracht is de drijvende kracht waardoor de reactieve stappenmotor beweegt.Onder invloed van elektromagnetische kracht zal de rotor naar de positie van maximale magnetische permeabiliteit (of minimale magnetische weerstand) bewegen en zich in een gebalanceerde toestand bevinden.
Het materiaal van de rotor van de stappenmotor met permanente magneet is permanent magnetisme, het aantal polen van de rotor en de stator is hetzelfde, het uitgangskoppel van de motor is groot en de staphoek is relatief groot, maar de werkprestaties is goed.
De structuur van de hybride stappenmotorstator is dezelfde als die van de reactieve stappenmotor.De rotor is in axiale richting in twee secties verdeeld.Hetzelfde aantal en dezelfde grootte van kleine tanden is gelijkmatig verdeeld in de omtreksrichting van de ijzeren kern van de twee secties, maar ze zijn de helft van de tandsteek misplaatst.In het midden van de twee ijzeren kernen is een permanente magneet ingebed, zodat de ijzeren kern aan het ene uiteinde van de rotor een N-pool heeft en de ijzeren kern aan het andere uiteinde een S-pool, zoals weergegeven in figuur 1.1.De N- en S-polariteiten van de rotor blijven ongewijzigd, en de opeenvolgende verandering van de N- en S-polariteiten van de magnetische statorpolen wordt gerealiseerd door de statorwikkelingsstroom te regelen, en een overeenkomstige kracht wordt gegenereerd op de N- en S-polen van de rotor om de rotor naar wens te laten draaien.Omdat het permanente magnetische veld van de rotor van de hybride stappenmotor ook een deel van het koppel genereert, is dit groter dan het koppel dat wordt gegenereerd door het statormagneetveld van de reactieve stappenmotor.
Bij het kiezen van een stappenmotor voor CNC gaat het om het begrijpen van uw koppel- en toerentalvereisten.
De beste stappenmotor kan het gewenste koppel leveren en tegelijkertijd snel genoeg zijn. Ik vertel je mijn beste keuzes, afhankelijk van de categorie stappenmotor:
Nu we de werkingsprincipes van de stappenmotoren begrijpen, is het nuttig om hun voor- en nadelen samen te vatten in vergelijking met andere motortypen.
Stappenmotoren zijn elektromotoren die elektrische pulsen omzetten in precieze mechanische bewegingen, waardoor ze een ideale oplossing zijn voor veel medische toepassingen.Medische apparaten en apparatuur vereisen vaak een uiterst nauwkeurige positionering, een laag geluidsniveau en een hoog koppel, wat allemaal kan worden bereikt met stappenmotoren.
Een van de belangrijkste voordelen van stappenmotoren is hun vermogen om nauwkeurige en nauwkeurige bewegingen te maken.Dit maakt ze een uitstekende keuze voor medische toepassingen zoals chirurgische robots, infuuspompen en CT-scanners, waarbij zelfs kleine afwijkingen van het beoogde pad of de beoogde positie ernstige gevolgen kunnen hebben.Stappenmotoren kunnen ook worden geprogrammeerd voor een soepele, gecontroleerde beweging, wat essentieel is bij chirurgische ingrepen en medische beeldvorming.De procentuele stapfout stapelt zich niet op naarmate de motor draait.
1. Het kan op een breed scala aan snelheden draaien, inclusief zeer lage snelheden zonder reductietandwieloverbrenging.
2. Stappenmotor zorgt voor een uitstekende respons tijdens start-, stop- en achteruitmodus.
3. Het is zeer betrouwbaar omdat er geen borstels of commutator worden gebruikt.De levensduur is afhankelijk van de levensduur van het lager.
4. Het stappenmotorregelcircuit is eenvoudig en goedkoop.Het wordt voornamelijk gebruikt voor toepassingen met laag vermogen. Het aantal fasen van de stappenmotor: verwijst naar het aantal spoelgroepen in de motor.Momenteel worden tweefasig en driefasig gebruikt.
1. Staphoek: komt overeen met een pulssignaal, de hoekverplaatsing van de motorrotor.
Elektrische parameters: stroom, weerstand, inductie.
Houdkoppel: verwijst naar het moment waarop de stappenmotor bekrachtigd is maar niet draait, de stator vergrendelt de rotor.
2. Positioneringskoppel: het blokkeerkoppel van de motorrotor zelf wanneer de motor niet wordt aangedreven.
3. Bedrijfskoppel-frequentiekarakteristieken: De curve van de relatie tussen het uitgangskoppel en de frequentie tijdens de werking van de motor, gemeten onder bepaalde testomstandigheden.
Ten eerste wordt de stappenmotor voornamelijk gebruikt in sommige gevallen met positioneringsvereisten, zoals: draadsnijtafel slepen, tuftmachinetafel (poriënpositionering), verpakkingsmachine (vaste lengte), eigenlijk alle gelegenheden waarbij positionering betrokken is. Gebruik hem.
Ten tweede wordt het veel gebruikt in 3D-printers, bewakingsapparatuur, slimme sloten, bloedanalysatoren, slimme microscopen, vision-testers en andere gebieden, vooral geschikt voor toepassingen die een stabiele werking, weinig ruis, snelle respons, lange levensduur en hoog uitgangskoppel vereisen. .
Ten derde worden stappenmotoren veel gebruikt in textielmachines en -apparatuur zoals computergestuurde borduurmachines.De kenmerken van dit type stappenmotoren zijn dat het koppel niet hoog is, de frequente opstartreactiesnelheid snel is, het loopgeluid laag is, de werking stabiel is en de regelprestaties goed zijn., De kosten van de hele machine zijn laag.
Voorzorgsmaatregelen bij toepassing van stappenmotoren:
1. De stappenmotor wordt gebruikt bij lage snelheden --- de snelheid bedraagt niet meer dan 1000 omwentelingen per minuut (6666 PPS bij 0,9 graden), bij voorkeur tussen 1000-3000 PPS (0,9 graden), en kan hier gebruikt door een vertragingsapparaat.Op dit moment heeft de motor een hoge werkefficiëntie en een laag geluidsniveau.
2. De stappenmotor kan het beste niet in de volledige stapstand worden gebruikt, de trillingen zijn groot in de volledige stapstand.
3. Voor belastingen met een groot traagheidsmoment moet een motor met een groot frameformaat worden geselecteerd.
4. Wanneer de motor een hogere snelheid of een grote traagheidsbelasting heeft, is dit een gen.
