Wyświetlenia: 9 Autor: Edytor witryny Czas publikacji: 2023-05-16 Pochodzenie: Strona
W tym artykule omówimy podstawy silników krokowych.Poznasz zasadę działania, sposób sterowania, zastosowanie i rodzaje silników krokowych.
Silnik krokowy to silnik elektryczny, którego główną cechą jest to, że jego wał obraca się wykonując kroki, to znaczy poruszając się o ustaloną liczbę stopni.Cecha ta jest uzyskiwana dzięki wewnętrznej budowie silnika i pozwala poznać dokładne położenie kątowe wału poprzez proste zliczenie liczby wykonanych kroków, bez konieczności stosowania czujnika.Dzięki tej funkcji nadaje się również do szerokiego zakresu zastosowań.
Jak wszystkie silniki elektryczne, silniki krokowe mają część stacjonarną (stojan) i część ruchomą (wirnik).Na stojanie znajdują się zęby, do których okablowane są cewki, podczas gdy wirnik jest albo magnesem trwałym, albo żelaznym rdzeniem o zmiennej reluktancji.Później zagłębimy się w różne konstrukcje wirników.Podstawowa zasada działania silnika krokowego jest następująca: poprzez zasilenie jednej lub więcej faz stojana, przez prąd płynący w cewce generowane jest pole magnetyczne, a wirnik ustawia się w jednej linii z tym polem.Dostarczając kolejno różne fazy, wirnik można obrócić o określoną wartość, aby osiągnąć żądaną pozycję końcową.
Na rynku dostępne są różne sterowniki silników krokowych, które charakteryzują się różnymi funkcjami dla konkretnych zastosowań.Do najważniejszych cech należy interfejs wejściowy.Najczęstsze opcje to:
Krok/kierunek – wysyłając impuls na kołek Step, sterownik zmienia swoje wyjście w taki sposób, że silnik wykona krok, którego kierunek jest określony przez poziom na kołku Kierunkowym.
Faza/Włączenie – dla każdej fazy uzwojenia stojana faza określa kierunek prądu i wyzwala opcję Włącz, jeśli faza jest pod napięciem.
PWM – bezpośrednio steruje sygnałami bramki tranzystorów FET po stronie niskiej i wysokiej.
Inną ważną cechą sterownika silnika krokowego jest to, że jest on w stanie kontrolować tylko napięcie na uzwojeniu lub także przepływający przez niego prąd:
W przypadku kontroli napięcia sterownik reguluje jedynie napięcie na uzwojeniu.Wytworzony moment obrotowy i prędkość, z jaką wykonywane są kroki, zależą wyłącznie od charakterystyki silnika i obciążenia.
Sterowniki kontroli prądu są bardziej zaawansowane, ponieważ regulują prąd przepływający przez aktywną cewkę, aby mieć lepszą kontrolę nad wytwarzanym momentem obrotowym, a tym samym nad dynamicznym zachowaniem całego układu.
Stojan reaktywnego silnika krokowego wykonany jest z blachy ze stali krzemowej, a dwa przeciwległe bieguny magnetyczne nawinięte są tym samym uzwojeniem o różnych kierunkach uzwojenia.Po zasileniu 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.
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.
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 i generowana jest odpowiednia siła na biegunach N i S wirnika 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.
Wybór silnika krokowego do CNC polega na zrozumieniu wymagań dotyczących momentu obrotowego i prędkości obrotowej.
Najlepszy silnik krokowy będzie w stanie zapewnić wymagany moment obrotowy, a jednocześnie będzie wystarczająco szybki. Oto moje najlepsze typy w zależności od kategorii silnika krokowego:
Teraz, gdy rozumiemy zasadę działania silników krokowych, warto podsumować ich zalety i wady w porównaniu z innymi typami silników.
Silniki krokowe to silniki elektryczne, które przekształcają impulsy elektryczne w precyzyjne ruchy mechaniczne, co czyni je idealnym rozwiązaniem do wielu zastosowań medycznych.Urządzenia i sprzęt medyczny często wymagają bardzo precyzyjnego pozycjonowania, niskiego poziomu hałasu i wysokiego momentu obrotowego, a wszystko to można osiągnąć za pomocą silników krokowych.
Jedną z głównych zalet silników krokowych jest ich zdolność do zapewniania precyzyjnych i dokładnych ruchów.Dzięki temu stanowią doskonały wybór do zastosowań medycznych, takich jak roboty chirurgiczne, pompy infuzyjne i tomografy komputerowe, gdzie nawet niewielkie odchylenia od zamierzonej ścieżki lub pozycji mogą mieć poważne konsekwencje.Silniki krokowe można również zaprogramować tak, aby zapewniały płynny, kontrolowany ruch, co jest niezbędne podczas zabiegów chirurgicznych i obrazowania medycznego.Błąd kroku procentowego nie kumuluje się w miarę obracania się silnika.
1. Może pracować w szerokim zakresie prędkości, w tym bardzo małych prędkościach bez przekładni redukcyjnej.
2. Silnik krokowy zapewnia doskonałą reakcję podczas uruchamiania, zatrzymywania i trybu cofania.
3. Jest wysoce niezawodny, ponieważ nie stosuje się szczotek ani komutatora.Jego żywotność zależy od żywotności łożyska.
4. Obwód sterowania silnikiem krokowym jest prosty i tani.Stosowany jest głównie do zastosowań o małej mocy. Liczba faz silnika krokowego: odnosi się do liczby grup cewek wewnątrz silnika.Obecnie powszechnie stosuje się urządzenia dwufazowe i trójfazowe.
1. Kąt kroku: odpowiadający sygnałowi impulsowemu, przemieszczenie kątowe wirnika silnika.
Parametry elektryczne: prąd, rezystancja, indukcyjność.
Moment trzymania: odnosi się do momentu, gdy silnik krokowy jest zasilany, ale nie obraca się, stojan blokuje wirnik.
2. Moment pozycjonujący: Moment blokujący sam wirnik silnika, gdy silnik nie jest zasilany.
3. Charakterystyka momentu obrotowego i częstotliwości: Krzywa zależności pomiędzy wyjściowym momentem obrotowym i częstotliwością podczas pracy silnika, mierzoną w określonych warunkach testowych.
Po pierwsze, silnik krokowy jest używany głównie w niektórych przypadkach z wymaganiami dotyczącymi pozycjonowania, takimi jak: przeciąganie stołu do cięcia drutu, stół maszyny tuftingowej (pozycjonowanie porów), maszyna pakująca (stała długość), zasadniczo przy wszystkich okazjach związanych z pozycjonowaniem. Użyj go.
Po drugie, jest szeroko stosowany w drukarkach 3D, sprzęcie monitorującym, inteligentnych zamkach, analizatorach krwi, inteligentnych mikroskopach, testerach wzroku i innych dziedzinach, szczególnie nadaje się do zastosowań wymagających stabilnej pracy, niskiego poziomu hałasu, szybkiej reakcji, długiej żywotności i wysokiego wyjściowego momentu obrotowego .
Po trzecie, silniki krokowe są szeroko stosowane w maszynach i sprzęcie tekstylnym, takim jak skomputeryzowane maszyny hafciarskie.Charakterystyczną cechą tego typu silników krokowych jest to, że moment obrotowy nie jest wysoki, szybkość reakcji przy częstym rozruchu jest duża, hałas podczas pracy jest niski, praca jest stabilna, a wydajność sterowania jest dobra., Koszt całej maszyny jest niski.
Środki ostrożności przy stosowaniu silnika krokowego:
1. Silnik krokowy jest używany przy niskich prędkościach --- prędkość nie przekracza 1000 obrotów na minutę (6666PPS przy 0,9 stopnia), najlepiej pomiędzy 1000-3000PPS (0,9 stopnia) i może być używany tutaj przez urządzenie zwalniające.W tym czasie silnik ma wysoką wydajność roboczą i niski poziom hałasu.
2. Silnik krokowy najlepiej nie używać w stanie pełnego kroku, wibracje są duże w stanie pełnego kroku.
3. W przypadku obciążeń o dużym momencie bezwładności należy wybrać silnik o dużej wielkości ramy.
4. Gdy silnik pracuje z większą prędkością lub ma duże obciążenie bezwładnościowe, jest to gen.
