Wyświetlenia: 13 Autor: Edytor witryny Czas publikacji: 2023-06-14 Pochodzenie: Strona
Silnik krokowy nazywany jest również silnikiem impulsowym, opartym na najbardziej podstawowej zasadzie elektromagnesu, jest rodzajem elektromagnesu, który może się swobodnie obracać, a zasada jego działania polega na zmianie przepuszczalności szczeliny powietrznej w celu wygenerowania momentu elektromagnetycznego.Jej pierwotny model powstał w latach 1830-1860. Około 1870 roku rozpoczęto próby regulacji i zastosowania mechanizmu podawania elektrody wodorowych lamp łukowych.Uważa się, że jest to oryginalny silnik krokowy.
Silnik krokowy to rodzaj silnika, który porusza się małymi, precyzyjnymi krokami, a nie obraca się w sposób ciągły, jak tradycyjny silnik prądu stałego.Jest to rodzaj silnika bezszczotkowego, który dzieli pełny obrót na kilka równych kroków, zwykle 200 kroków na obrót.
Silniki krokowe są powszechnie stosowane w zastosowaniach wymagających precyzyjnej kontroli ruchu, takich jak robotyka, drukarki 3D, maszyny CNC i inne maszyny przemysłowe.Mogą obracać się w dowolnym kierunku i zapewniają dokładną kontrolę położenia bez konieczności stosowania czujników sprzężenia zwrotnego.
Silniki krokowe można ogólnie podzielić na trzy kategorie:
1. Reaktywny silnik krokowy.Stojan reaktywnego silnika krokowego wykonany jest z blachy stali krzemowej, a dwa przeciwległe bieguny magnetyczne nawinięte są tym samym uzwojeniem o różnych kierunkach uzwojenia.Po włączeniu zasilania powstaje para biegunów N i S, a w wirniku silnika nie ma uzwojenia.Wirnik silnika wykonany jest z miękkiego materiału magnetycznego.Na zewnętrznej powierzchni bieguna wirnika i wewnętrznej powierzchni bieguna stojana znajduje się wiele małych zębów o tym samym rozmiarze i takim samym rozstawie.Siła elektromagnetyczna jest siłą napędową ruchu reaktywnego silnika krokowego.Pod wpływem siły elektromagnetycznej wirnik przesunie się do położenia maksymalnej przenikalności magnetycznej (lub minimalnego oporu magnetycznego) i znajdzie się w stanie równowagi.
2. Silnik krokowy z magnesami trwałymi.Materiał wirnika silnika krokowego z magnesami trwałymi to magnetyzm trwały, liczba biegunów wirnika i stojana jest taka sama, wyjściowy moment obrotowy silnika jest duży, a kąt kroku jest stosunkowo duży, ale wydajność robocza jest dobry.
3. Hybrydowy silnik krokowy.Budowa stojana hybrydowego silnika krokowego jest taka sama jak konstrukcji stojana reaktywnego silnika krokowego.Wirnik jest podzielony na dwie sekcje w kierunku osiowym.Ta sama liczba i rozmiar małych zębów jest równomiernie rozmieszczona w kierunku obwodowym żelaznego rdzenia w obu sekcjach, ale są one przesunięte o połowę podziałki zębów.W środku dwóch żelaznych rdzeni osadzony jest magnes trwały, tak że żelazny rdzeń na jednym końcu wirnika ma biegun N, a żelazny rdzeń na drugim końcu ma biegun S, jak pokazano na rysunku 1.1.Bieguny N i S wirnika pozostają niezmienione, a sekwencyjna zmiana polaryzacji N i S biegunów magnetycznych stojana jest realizowana poprzez kontrolowanie prądu uzwojenia stojana, a na biegunach N i S wirnika generowana jest odpowiednia siła popchnąć wirnik, aby obracał się zgodnie z wymaganiami.Ponieważ stałe pole magnetyczne wirnika hybrydowego silnika krokowego również generuje część momentu obrotowego, jest ono większe niż moment obrotowy generowany przez pole magnetyczne stojana reaktywnego silnika krokowego.
Słowo „serwo” pochodzi od greckiego słowa „niewolnik”.Przez „serwomotor” można rozumieć silnik, który bezwzględnie wykonuje polecenie sygnału sterującego: przed wysłaniem sygnału sterującego wirnik stoi nieruchomo;po wysłaniu sygnału sterującego wirnik natychmiast się obraca;gdy sygnał sterujący zaniknie, wirnik może natychmiast się zatrzymać.
Serwomotor to mikrosilnik używany jako siłownik w automatycznym urządzeniu sterującym.Jego funkcją jest przetwarzanie sygnału elektrycznego na przemieszczenie kątowe lub prędkość kątową obracającego się wału.Serwomotory, zwane również silnikami wykonawczymi, stosowane są jako siłowniki w automatycznych układach sterowania do przekształcania odbieranych sygnałów elektrycznych na wyjściową wartość przemieszczenia kątowego lub prędkości kątowej na wale silnika.
Serwosilniki prądu stałego dzielą się na silniki szczotkowe i bezszczotkowe.
Silniki szczotkowe są tanie, proste w budowie, duże w momencie rozruchowym, w szerokim zakresie regulacji prędkości, łatwe w sterowaniu, wymagają konserwacji, ale łatwe w utrzymaniu (wymiana szczotki węglowej), generują zakłócenia elektromagnetyczne, mają wymagania dotyczące środowiska użytkowania, i są zwykle używane w przypadku wrażliwych na koszty typowych okazji przemysłowych i cywilnych.
Silniki bezszczotkowe są małe i lekkie, mają dużą moc wyjściową i szybką reakcję, dużą prędkość i małą bezwładność, stabilny moment obrotowy i płynne obroty, złożone sterowanie, inteligentne, elastyczne w trybie komutacji elektronicznej, można komutować w fali prostokątnej lub sinusoidalnej, bezobsługowy silnik, wysoka wydajność i oszczędność energii, małe promieniowanie elektromagnetyczne, niski wzrost temperatury i długa żywotność, odpowiednie dla różnych środowisk.
Serwosilniki prądu przemiennego to także silniki bezszczotkowe, które dzielą się na silniki synchroniczne i asynchroniczne.Obecnie w sterowaniu ruchem powszechnie stosowane są silniki synchroniczne.Zakres mocy jest duży, moc może być duża, bezwładność jest duża, maksymalna prędkość jest niska, a prędkość wzrasta wraz ze wzrostem mocy.Zjazd z jednolitą prędkością, odpowiedni do jazdy przy niskiej prędkości i płynnej.
Wirnik wewnątrz serwomotoru jest magnesem trwałym.Sterownik steruje trójfazową energią elektryczną U/V/W w celu wytworzenia pola elektromagnetycznego.Wirnik obraca się pod wpływem tego pola magnetycznego.Jednocześnie enkoder dołączony do silnika przesyła sygnał zwrotny do kierowcy.Wartości są porównywane w celu dostosowania kąta obrotu wirnika.Dokładność serwomotoru zależy od dokładności enkodera (liczba linii).
Podstawowa konstrukcja serwosilnika prądu przemiennego jest podobna do konstrukcji silnika indukcyjnego prądu przemiennego (silnika asynchronicznego).Istnieją dwa uzwojenia wzbudzenia Wf i uzwojenia sterujące WcoWf z przesunięciem przestrzeni fazowej o kąt elektryczny 90° na stojanie, podłączone do stałego napięcia prądu przemiennego i wykorzystujące napięcie prądu przemiennego lub zmianę fazy przyłożone do Wc do osiągnięcia celu sterowania pracą silnika.
Serwomotor prądu przemiennego charakteryzuje się stabilną pracą, dobrą sterowalnością, szybką reakcją, wysoką czułością i ścisłymi wskaźnikami nieliniowości właściwości mechanicznych i charakterystyk regulacji (wymagane mniej niż 10% do 15% i mniej niż 15% do 25% odpowiednio).
