Stepper motor: raditi princip opis grafikona, karakteristike

U modernim električni koristiti puno različitih uređaja, od kojih su neki dizajnirani za automatizaciju poslovanja procesa. Tako je stepper motor. Princip rada ovog uređaja, a uređaj opisan u članku.

Što je to?

Tako se zove elektro-mehanički uređaj za prijenos kontrolnog signala na mehanička gibanja rotora. Svaki pokret završava u strogo unaprijed određenom položaju za fiksiranje. Uređaj je kutni ili linearna. Podsjetimo da je stepper motor, princip koji će biti objašnjeno u nastavku, je sinkroni uređaj.

Kontrolni sustavi s otvorenom petljom (bez povratne informacije)

Najčešće, ova oprema je pod kontrolom posebnog elektroničkog kruga. To je samo hrani AC izvor. Takvi motori često se koristi u krugovima koji zahtijevaju okretanje regulacije frekvencije. Time se izbjegava potreba za skupim i složenim povratne petlje i zaštitu motora je lakše (samo je potrebno pružiti brzu deaktiviranje).

Ovaj princip rada koristi se u sustavima s otvorenom komunikacijom. To treba imati na umu da je spomenuti krug (bez povratne petlje) korisno je s ekonomske točke gledišta, ali to ima neke značajna ograničenja.

Dakle, rotacija rotora je relativno nestabilan, koleba, uzrokujući frekvencija vrtnje i druge karakteristike gibanja u svakom slučaju ne može biti točna moguće, koji su u DC motora s petlja povratne veze. Proširiti opseg koračni motor je potrebno da traže načine za smanjenje vibracija.

konfiguracija sustava

Da bi bolje razumjeli strukturu koračni motor i njegova načela rada, moguće je uzeti u obzir rad uređaja pod njegovom upravljačkom krugu, što je oko 20 godina je služila za proizvodnju bušena kartica. U tu svrhu, najčešće se koristi tri i četiri faze stepper motor. Sada razmislite shemu prve operacije.

Već smo spomenuli da se rotor motor okreće na unaprijed određenoj udaljenosti kao odgovor na svaku kontrolu impulsa. Vrijednost ovog vrtnje izražen u stupnjevima i zove korak. Logički krug aktivira tijekom prikupljanja signala, a zatim odmah odrediti ispravnu fazu za aktiviranje. Nakon toga, on šalje signal na pretvarač, struja punjenja, koja se koristi stepper motora. Karakteristike ove opreme zahtijevaju uporabu različitih vrsta kontrolne sheme. U pravilu, potonji su montirane u zajedničkim tranzistora, iako je relativno nedavno koristiti za tu svrhu integrirane sklopove. Sa svojim visoko potencijalni output automatski željeni faza uzbudnog namota (prvi primjer). Ako je potencijal se smanjuje, tu je automatski onemogućavanje faze. Dakle, provodi zaštitu motora.

Faze označene rednim brojevima 1, 2, 3, itd ili slovima A, B, C, i dr Posljednja opcija se koristi samo u slučaju nekih dvije faze motora. Dakle, u bilo kojem trenutku samo jedna faza naponom od dva, tri ili četiri dostupne (ovisno o tipu motora). U objašnjavanju principa rada takvih uređaja je trajno spominje okolnost, ali to bi trebalo biti jasno da ovaj sklop nije savršen kontrolu procesa.

I korak prirast

Najjednostavnija mogućnost je da nahrani jednu impulse iz upravljačkog kruga. U tom slučaju, na primjer, motor je odjednom pretvara Pogonski lančanik proizvodne linije na određenoj udaljenosti ispred. Treba napomenuti da se prilikom primjene masivni mehanizam naprijed samo jedan korak dalje pogoršava problem vibracije, a znatan inercija se opaža.

U takvim slučajevima mnogo više opravdano koristiti koračni motor, koji se u jednoj vožnji impuls da bi nekoliko pokreta. Isto tako ne boli koristiti zvijezdu s finim češalj. Usput, svaki takav pokret naziva se prirast.

U opisanim slučajevima, mi prirast iznosi jedan i nekoliko koraka, respektivno. Nakon svakog ciklusa, motor u bilo kojem trenutku zaustaviti, a onda se sve opet ponoviti. To se zove povećanje prometa i inkrementalni kontrole, respektivno.

Ako bilo koji pokret se obavlja u nekoliko koraka (kao što je spomenuto gore), vibracije rotora ne može biti. Kada jedan korak pokret, oscilacije su gašenje s posebnim elektroničkim uređajem. Općenito stepper motori (čija obilježja Razmatramo) su visoke tehnologije uređaji za njihov rad zahtijeva puno složene elektroničke „nadjev”.

Princip cjelokupnu kontrolu

Za jednu prirasta broja koraka preko četiri župe u nekim proizvodnim linijama, zbor linije. Kada se podaci iz uređaja za pohranu (unutarnje flash memorije, računala hard disk) je poslan na kontroleru, oni se provode blok po blok. Svaki od njih sadrži određeni broj simbola (32, 48 ili 64), te u različitim sustavima i drugi zadatak uređaju ovoj slici mogu ozbiljno razlikuju.

Nije iznenađujuće, na temelju domaće mikroračunala Arduino postala uobičajena u posljednjih nekoliko godina. Stepper motor je idealan za ovaj dizajn, jer takva vezan može primiti i kao pogonski sustav za igračke, kao i za prilično komplicirana industrijske opreme.

Blok podaci se prenose prije njegove upotrebe u poluvodičkoj memoriji kontrolera, a zatim počinje pokret u skladu s uputama koje su zabilježene u prvom bloku podataka (prije spajanja električni motor je potrebno da saznate ove karakteristike).

Nakon izvršenja instrukcija sustav počinje čitanjem drugi niz podataka. Ako svaki pokret se sastoji od mnoštva malih koraka, onda je glavni kontrolor prije morate montirati dodatne kaskade. Najčešće je funkciju vrši ulazni kontroler. Šalje podatke u drugu petlju upravljačkog određenog sustava određeni interval (Arduino). Stepper motor u ovom slučaju je zaštićena od zahtjeva preopterećenja.

Neke od specifičnosti korištenja SM

Mi ćemo vam reći o nekim nijansama korištenja stepper motora, kao i dati definiciju najčešće korištenih pojmova u ovom području:

- Mali kut bacanja. Kao što znate, nakon svake vožnje puls rotora motora rotira u nekom određenom stupnju. Teren je manji, veći može biti neposredna brzina. Važno je znati da je stepper motori i može pružiti vrlo mali korak. Stepper broj u ovom slučaju je broj okreta u jednom koraku, a ta vrijednost je vrlo važno za inženjera. Je izračunat upotrebom sljedeće formule:

S = 360 / θS, gdje S - korak broj θ - korak kut (kut rotacije).

U većini slučajeva, motor s više brzina pogon može obavljati 96, 128 ili 132 koraka po revolucije. Četiri faze model je ponekad razlika u 200. rijetkih vrsta preciznih motora za samo jedan prometa može obaviti odmah na 500 ili 1000 koraka. Međutim, za jednostavne vrste je nedostižna jer rotacija kut je 90, 45 ili 15 °.

- Brzi preciznost. To je ovaj parametar određuje ukupnu kvalitetu uređaja. Vi već znate da mu je rad stepper motor zahtijeva da se zaustavi i zaključati na određenoj poziciji nakon bloka podataka. Naravno, obični mehaničari govori nam jasno da se zbog inercije, sila trenja i drugi faktori mogu sve vrste odstupanja od zadanih parametara.

Borba protiv neželjenih događaja

Jaz između rotora i statora zuba je uvijek minimalno povećati krutost fiksacije. Vrlo pozicioniranje točnost ovisi o karakteristikama pretvarača samo kao druge faktore što je utjecalo na znatno manjoj mjeri.

A sada treba uzeti u obzir nekoliko važnih značajki i koncepata, kao što su maksimalni statički trenutku odredbe „mrtve” rotora i pozicioniranja točnost svih ovih odredbi. Da bi odredili navedene uvjete, postoje dvije odmah prihvatili zajednički koncept.

Maksimalni statički efekt

Kao što smo već rekli, to ima samo dva položaja:

• Zadržavanje. To je maksimalni učinak koji teoretski može primijeniti na osovinu motora stepper je već uzbuđen bez izazivanja pokreta.
• Učvršćivanje. Prema tome, to je ujedno i maksimalni statički efekt koji teoretski može primijeniti na ne-pobuđeno osovinu motora bez uzrokovanja daljnje okretanje.

Holding moment je veći, manja je vjerojatnost nastanka pozicioniranje pogrešaka uzrokovanih nepredvidljiv opterećenja (odbijen kondenzatora za elektromotore, na primjer). Cijeli točka fiksiranje je moguće samo u onim modelima motora koji koriste permanentni magneti.

„Mrtav” položaju rotora

Postoje samo tri pozicije na kojoj je rotor potpuno prestaje:

• Ravnotežni položaj. To dolazi do potpunog zaustavljanja uzbuđeni stepper motora.
• Fiksacija. Također, stanje u kojem je rotor se zaustavlja. No, ovaj termin se koristi samo za one motore koji imaju stalni magnet dizajn.
• U modernim modelima stepper motori koji ispunjavaju sve standarde zaštite okoliša i energetske sigurnosti, kada se rotor zaustavi potpuno bestrujno i navijanje.

O točnosti pozicioniranja

Konačno, pričajmo o najvažnijim pojmovima. Riječ je o pozicioniranju točnost. Možete pogoditi koliko je važno kada se radi složene industrijske opreme. Postoje dva važna uvjeti:

• Pogrešaka kutni položaj. Ona se definira kao pozitivni ili negativni odstupanje od standardnog kutnog države, koja se često vidi u slučaju prijenosa rotora s jednog mjesta na drugo. U pravilu, krivi inercije i loše dolikuje dijelova.
• točnost pozicioniranja. To je maksimalna vrijednost kutnog položaja rotora pogrešaka koje se javljaju tijekom cijelog razdoblja pokreta odskočna.

Važno! Pronađite regulatorne podatke za svaku kategoriju stepper motora može biti i na službenoj stranici njihovih proizvođača, kao i iz referentna dokumentacija koja dolazi s ovom vrstom proizvoda. Tipično, vrijednost greška je u rasponu od 0,08 do -0,03 °. Jednostavno rečeno, točnost pozicioniranja izračunava se kao zbroj tih dviju vrijednosti: 0,08 ° + 0,03 ° = 0,11 °.

Dakle, koračni motor, koje smo opisali princip rada se odnosi na visoko preciznom opremom.

Visok omjer elektromagnetskog trenutka do trenutka inercije

Kao što je već predstavljaju, koji je pokretan motorom potrebno je što prije početi kreće odmah nakon primitka regulatora upravljačkog impulsa. To mora biti tako brzo zaustaviti, ima visoku točnost pozicioniranja. Ako se tijekom pokreta za kontrolu pulsa slijed je prekinuta, motor će prestati raditi u položaju koji je određen posljednjeg pulsa.

Također treba imati na umu da je elektromagnetsko momenta vezana za moment inercije u SE trebala biti puno veća nego kod konvencionalnih elektromotora.

Koračni frekvencija rotacije i frekvencija impulsa

Budući da je brzina vrtnje u SM je zapravo niz koraka po jedinici vremena, umjesto izraza „brzinu” u literaturi često moguće zadovoljiti definiciju „Stepping brzina”. Prije spajanja motora, ove nijanse mora pročitati.

Budući da je većina stepper motora, ova frekvencija je jednaka broju kontrolnih impulsa, nemojte se iznenaditi neobično njegovo imenovanje u tehničkim priručnicima. Točnije, za takve motore često jedinica Hertz (Hz).

Važno je razumjeti da je korak pravi brzina rotora motora pretvara u svakom slučaju ne odražava. Stručnjaci vjeruju da nema razloga da ne koristite u opisu stepper motor je isti broj okretaja u minuti, koji se koristi u opisu tehničkih karakteristika konvencionalnih motora. Omjer između stvarne brzine i njegova analoga stepper izračunat upotrebom sljedeće formule:

n = 60f / S, pri čemu n - broj okretaja, izražen u okretaja u minuti; f - rotacija frekvencijski koraka; S - broj koraka.

Usput, kako odrediti potrebne kondenzatori za elektromotore? Vrlo jednostavno! Dovoljno je ovdje da koristite ovu formulu:

C-66 · Pnom

Nije teško pogoditi što se misli pod Pnom nazivna snaga motora u kW.

Najjednostavniji priključak motora dijagram EM-178

A sada će razmotriti jednostavno spajanje na stepper motor za model EM-178, koji se obično koristi u industrijskim pisačima.

faza 0	bijeli kontroler
faza 1	narančasta
faza 2	Spojite kontroler stepper motor na crveno
faza 3	To se povezuje s plavim konektorom
Ukupan „+” vlast	smeđa kontroler

Boja rad na većem mjerilu jednostavno neće raditi, jer postoje milijuni različitih modela, karakteristike koje imaju značajne razlike.

Trenutno, razne vrste motora ovog dizajna. U ovom članku ćemo raspravljati o najčešći.

mlazni motori

To je ta vrsta uređaja najčešće koristi i danas. U stvari, to je gotovo standardni trofazni motor, na kojem postoji šest zubima statora. Jednostavno rečeno, svaka dva zuba, jedno nasuprot drugome, pripadaju istoj fazi. Rabljeni serijski ili paralelni priključak zavojnice.

S obzirom na rotoru, onda je samo četiri zuba. U većini slučajeva, proizvođači statora i rotora izrađena od magnetskog materijala, ali se često može naći samo masivne rotora konvencionalnih metala. Stvar je u tome da su tvari koje idu u njihovoj proizvodnji, postoji samo jedan važan uvjet: oni trebaju osigurati najbolje moguće provodljivost magnetskog polja. To je izuzetno važno ako uzmemo u obzir stepper motor: Operacija izravno vezane za snagu magnetskog polja.

Uređaji s trajnim magnetom

Kao rotor koristi se magnet cilindričnog oblika, na statoru postoje četiri zuba s individualnim namotom. Da bi se korak koraka snažnije smanjio, u ovim modelima motora sa stezaljkama potrebno je povećati broj polova rotora i broj zuba na statoru. Međutim, treba imati na umu da oba ova parametra imaju prilično stroga fizička ograničenja. U posljednjem stavku našeg članka postoje informacije o njihovom alternativnom dizajnu (bipolarni koračni motor), ali takvi modeli ne mogu se tako često naći.

Kao što smo već rekli, uređaji za koračenje s permanentnim magnetima zaustavljaju se u strogo fiksiranom položaju čak iu slučajevima kada se napona od namota ukloni. U tom slučaju, isti mehanizam za zaključavanje koji smo raspravljali gore aktivira je položaj fiksacije.

Korištenje trajnih magneta opravdano je s mnogih gledišta, ali istodobno njihova primjena može odmah dovesti do nekoliko problema. Prvo, njihova je cijena daleko od pristupačne. Usput, koliko je takav motor? Cijena modela s permanentnim magnetima prelazi 100 tisuća rubalja.

Drugo, maksimalna gustoća magnetskog polja ne mora biti previsoka jer je ta vrijednost ograničena magnetizacijom samog nosača. Dakle, relativno jeftini trajni feritni magneti ne dopuštaju dobivanje više ili manje dovoljne snage polja. A koje su druge vrste električnih motora koji rade na ovom principu?

Hibridne instalacije

Postoji još jedna vrsta stepper motora, dijelom koristeći isti princip. Hibridni modeli rade s oba reaktivna i magnetska motora.

Rotor ima gotovo isti dizajn kao i reaktivni SHD, no namotaji se proizvode na nešto drugačiji način. Činjenica je da je na svakom stupu namotavanje samo u jednoj zavojnici (trofazni SD). Lako je pogoditi da su dvije zavojnice već nabubrene u četiri faze modela. Krivulja se provodi prema bifilarnoj shemi. Posebnost je da se tijekom uzbude na zavojima stvara magnetsko polje različitih polariteta (bipolarni pasparator).