Крок -моторні основи: типи, мета та те, як вони працюють

У цій статті ми висвітлюємо основи Steper Motors. Ви дізнаєтесь про принцип роботи, метод управління, використання та типи крокових двигунів.

Введення крокового двигуна

Крок -моторні основи

Поступальний двигун - це електричний двигун, основна особливість якого полягає в тому, що його вал обертається, виконуючи кроки, тобто переміщуючи фіксовану кількість градусів. Ця функція отримується завдяки внутрішній структурі двигуна і дозволяє знати точне кутове положення валу, просто підрахувавши, як можуть бути виконані кроки, без необхідності датчика. Ця функція також підходить для широкого спектру додатків.

Принципи роботи з кроковим двигуном

Як і всі з електродвигунами, Steper Motors мають нерухомість (статор) та рухома частина (ротор). На статорі є зуби, на яких проводяться котушки, тоді як ротор або постійний магніт, або змінне небажання залізного ядра. Пізніше ми зануримось у різні структури ротора. Основним принципом робочого моторного мотора є наступне: під напругою однієї або декількох фаз статора магнітне поле генерується струмом, що протікає в котушці, і ротор вирівнюється з цим полем. Поставляючи різні фази послідовно, ротор може бути обертається на певну кількість, щоб досягти бажаного кінцевого положення.

Крокові типи двигуна двигуна

На ринку доступні різні крокові драйвери двигунів, які демонструють різні функції для конкретних додатків. Найважливіші характеристики включають вхідний інтерфейс. Найпоширенішими варіантами є:

• Крок/напрямок - надсилаючи імпульс на крок, драйвер змінює свій вихід таким чином, щоб двигун виконував крок, напрямок якого визначається рівнем на напрямку.

• Фаза/Увімкнення - Для кожної фази обмотки статора фаза визначає напрямок струму та тригери, що дозволяють, чи фаза під напругою.

• PWM-безпосередньо керує сигналами воріт односторонніх та високих боків.

Ще одна важлива особливість крокового драйвера двигуна - це якщо він здатний лише керувати напругою через обмотку, або також струм, що протікає через нього:

• За допомогою контролю напруги драйвер регулює лише напругу через обмотку. Розроблений крутний момент і швидкість, з якою виконуються кроки, залежать лише від характеристик двигуна та навантаження.

• Поточні драйвери управління є більш досконалими, оскільки вони регулюють струм, що протікає через активну котушку, щоб мати кращий контроль над виробленим крутним моментом, і, таким чином, динамічною поведінкою всієї системи.

Крокові типи двигуна

1. Реактивне крокове двигун 

Статор реактивного крокового двигуна виготовлений з кремнієвих сталевих листів, а протилежні два магнітні полюси намотуються однаковою обмоткою з різними напрямками звивисти. При напрузі утворюється пара N і S полюсів, і в роторі моторного ротора немає. Ротор двигуна виготовлений з м'якого магнітного матеріалу. Існує багато маленьких зубів з однаковим розміром і однаковий відстань на зовнішній поверхні полюса ротора та внутрішня поверхня стовпа статора. Електромагнітна сила є рушійною силою для переміщення реактивного крокового двигуна. Під дією електромагнітної сили ротор буде рухатися до положення максимальної магнітної проникності (або мінімального магнітного опору) і буде в збалансованому стані.

2. Постійний ступінчастий двигун магніту

Матеріал ротора постійного магнітового моторного двигуна є постійним магнетизмом, кількість полюсів ротора і статора однакова, вихідний крутний момент двигуна великий, а кут кроку відносно великий, але продуктивність роботи хороша.

3. Гібридний кроковий двигун

Структура гібридного крокового моторного статора така ж, як і у реактивного крокового двигуна. Ротор розділений на дві секції в осьовому напрямку. Така ж число і розмір дрібних зубів рівномірно розподіляються в окружному напрямку залізного ядра двох секцій, але вони неправильно розміщуються на половину зубного кроку. Постійний магніт вбудовується посередині двох залізних сердечників, так що залізне ядро ​​на одному кінці ротора становить n полюс, а залізне ядро ​​на іншому кінці - S -полюс, як показано на малюнку 1.1. Полярності N і S ротора залишаються незмінними, а послідовна зміна полярності N і S магнітних полюсів статора реалізується шляхом контролю струму статора, і відповідна сила генерується на полюсах N і S ротора, щоб підштовхнути ротор до обертання за потребою. Оскільки постійне магнітне поле ротора гібридного крокового двигуна також генерує частину крутного моменту, воно більший, ніж крутний момент, що генерується магнітним полем статора реактивного крокового мотора.

Вибір крокового двигуна для ЧПУ - це розуміння ваших вимог до крутного моменту та обертів (швидкості).

Найкращий кроковий двигун буде здатний доставити необхідний крутний момент, а також досить швидко.

Переваги крокових двигунів

Тепер, коли ми розуміємо принципи роботи крокових двигунів, корисно узагальнити їхні плюси та мінуси порівняно з іншими типами руху.

Steper Motors - це електродвигуни, які перетворюють електричні імпульси в точні механічні рухи, що робить їх ідеальним рішенням для багатьох медичних застосувань. Медичні пристрої та обладнання часто вимагають високоточного позиціонування, низького шуму та високих можливостей крутного моменту, які можна досягти за допомогою крокових двигунів.
Однією з основних переваг крокових двигунів є їх здатність забезпечувати точні та точні рухи. Це робить їх відмінним вибором для медичних застосувань, таких як хірургічні роботи, насосні насоси та КТ, де навіть невеликі відхилення від передбачуваного шляху чи положення можуть мати серйозні наслідки. Сетірні двигуни також можуть бути запрограмовані для забезпечення плавного контрольованого руху, що є важливим для хірургічних процедур та медичних зображень. Помилка відсоткової кроку не накопичується, коли двигун обертається.
1. Він здатний працювати на широкому діапазоні швидкостей, включаючи дуже повільні швидкості без редукторного передач.
2. Крок -двигун забезпечує відмінну реакцію під час запуску, зупинки та зворотного режиму.
3. Це дуже надійне, оскільки жодних пензлів або комутаторів не використовується. Його життєвий час залежить від життя несучого.
4. Схема управління кроком двигуна проста і низька вартість. В основному використовується для застосувань з низькою потужністю. Кількість фаз крокового двигуна: відноситься до кількості груп котушки всередині двигуна. В даний час зазвичай використовуються двофазні та трифазні.
1. Кут кроку: Відповідно до імпульсного сигналу, кутового зміщення ротора двигуна.
Електричні параметри: струм, опір, індуктивність.
Тримання крутного моменту: відноситься до моменту, коли кроковий двигун підсилюється, але не обертається, статор замикає ротор.
2. Крутний момент розташування: замикаючий крутний момент самого двигуна, коли двигун не працює.
3. Характеристики частоти крутного моменту: Крива взаємозв'язку між вихідним крутним моментом та частотою під час роботи двигуна, виміряного в певних умовах випробувань.

двигунівSteper

По -перше, кроковий двигун в основному використовується в деяких випадках з вимогами для позиціонування, такими як: дротяна таблиця різання дроту, таблиця машин Tufting (позиціонування пор), упаковка (фіксована довжина), в основному всі випадки, що включають позиціонування.

По -друге, він широко використовується в 3D -принтерах, обладнання для моніторингу, розумних замків, аналізаторів крові, розумних мікроскопах, тестерах зору та інших полів, особливо придатних для додатків, що потребують стабільної роботи, низького шуму, швидкої реакції, тривалого терміну служби та високого виходу.

По -третє, крокові двигуни широко використовуються в текстильній техніці та обладнанні, таких як комп'ютеризовані вишиванки. Характеристики цього типу крокових двигунів полягають у тому, що крутний момент не високий, часта швидкість реакції запуску швидка, шум запуску низька, операція стабільна, а ефективність управління хороша. , Вартість всієї машини низька.

Заходи безпеки крокового двигуна:
  1. Степний двигун використовується в низьких випадках --- швидкість не перевищує 1000 обертів на хвилину (6666pps на 0,9 градусів), переважно між 1000-3000 п.h. У цей час двигун має високу ефективність роботи та низький шум.
   2. Степний двигун найкраще не використовувати стан повноцінного кроку, вібрація велика в повному кроці.

   3. Для навантажень з великим моментом інерції слід вибрати великий двигун рамки.
4. Коли двигун знаходиться з більшою швидкістю або великим інерційним навантаженням, це ген.

Відео Steper Motor