De basisprincipes van stappenmotoren begrijpen
Invoering
Een steppermotor is een elektromagnetisch apparaat dat elektrische pulssignalen omzet in hoekige of lineaire verplaatsing. Dit type motor is heel gebruikelijk op het gebied van geautomatiseerde controle vanwege de precieze controle en het voordeel dat het geen feedbacksysteem nodig heeft. Dit artikel zal de basisconcepten introduceren, Werkprincipes, soorten, en toepassingen van stappenmotoren bij beginners.
Wat is een steppermotor?
Een steppermotor is een type digitale bedieningsmotor die de rotatie van de motor regelt via digitale signalen. Elke elektrische puls zorgt ervoor dat de motor een vaste hoek roteert, Bekend als de staphoek. Dit kenmerk van stappen motoren maakt ze erg nuttig in situaties die nauwkeurige positionele controle vereisen.
Werkprincipe van Stepper Motors
Zoals alle motoren, Stappermotoren bevatten ook een vast onderdeel (stator) en een bewegend onderdeel (rotor). De stator heeft een versnellingsachtige uitsteeksel met kronkelende spoelen, Terwijl de rotor een permanente magneet of een variabele terughoudendheidskern is. We zullen later de verschillende rotorstructuren later bekijken. Figuur 1 toont een dwarsdoorsnede van de motor met een variabele tegenzin kernrotor.
Het basiswerkprincipe van de stappenmotor is: De fase van een of meer statoren wordt bekrachtigd, De stroom die door de spoel gaat, zal een magnetisch veld genereren, en de rotor zal worden uitgelijnd met het magnetische veld; Spanning toepassen op verschillende fasen op zijn beurt, De rotor zal onder een specifieke hoek draaien en uiteindelijk de gewenste positie bereiken.
Figuur 2 laat zien hoe dit werkt. Eerst, spiraal A wordt bekrachtigd en genereert een magnetisch veld, waarmee de rotor is uitgelijnd; Nadat spoel B wordt bekrachtigd, De rotor wordt 60 ° met de klok mee geroteerd om uit te lijnen met het nieuwe magnetische veld; Hetzelfde gebeurt wanneer Coil C wordt ingeschakeld. De kleur van de statortanden in de onderstaande figuur geeft de richting aan van het magnetische veld dat wordt gegenereerd door de statorwikkelingen.
Type en constructie van steppermotor
De prestaties van de steppermotor (of het resolutie/stap is, snelheid of koppel) wordt beïnvloed door de details van de constructie, En tegelijkertijd, Deze details kunnen ook van invloed zijn op hoe de motor wordt geregeld. In werkelijkheid, Niet alle stappenmotoren hebben dezelfde interne structuur (of constructie), Omdat verschillende motoren verschillende rotor- en statorconfiguraties hebben.
Rotor
Stappermotoren hebben in principe drie soorten rotoren:
- Permanente magneetrotor: De rotor is een permanente magneet, uitgelijnd met het magnetische veld gegenereerd door het statorcircuit. Deze rotor garandeert een goed koppel en heeft het remkoppel. Dit betekent dat, ongeacht of de spoel wordt bekrachtigd of niet, De motor kan weerstaan (Zelfs als het niet erg sterk is) Veranderingen in positie. Echter, Vergeleken met andere rotortypen, Het nadeel is dat zowel snelheid als resolutie lager zijn. Figuur 3 toont een dwarsdoorsnede van een permanente magneetstapmotor.
- Variabele terughoudendheid Rotor: De rotor is gemaakt van een ijzeren kern en heeft een speciale vorm die kan worden uitgelijnd met het magnetische veld (Zie cijfers 1 En 2). Deze rotor is gemakkelijker om hoge snelheden en hoge resolutie te bereiken, Maar het koppel dat het produceert is over het algemeen lager en er is geen remkoppel.
- Hybride rotor: Deze rotor heeft een speciale structuur, het is een hybride van permanente magneet en variabele terughoudendheidsrotor. Er zijn twee axiaal gemagnetiseerde magnetische doppen op de rotor, En er zijn afwisselende kleine tanden op de magnetische doppen. Deze configuratie geeft de motor de voordelen van zowel permanente magneet als variabele terughoudendheidsrotor, Vooral met hoge resolutie, Hoge snelheid en hoog koppel. Natuurlijk, Hogere prestatievereisten betekenen complexere structuren en hogere kosten. Figuur 3 toont een vereenvoudigd schematisch diagram van deze motorstructuur. Wanneer spoel A wordt bekrachtigd, Een kleine tand van de rotor n magnetische dop is uitgelijnd met de statortand van gemagnetiseerde s. Tegelijkertijd, Vanwege de structuur van de rotor, De magnetische dop van de rotor is uitgelijnd met de statortanden van magnetisatie n. Hoewel het werkingsprincipe van de steppermotor hetzelfde is, De structuur van de werkelijke motor is complexer, en het aantal tanden is meer dan dat getoond in de figuur. Met een groot aantal tanden kan de motor een zeer kleine staphoek krijgen, zo klein als 0,9 °.
Stator
De stator is het deel van de motor die verantwoordelijk is voor het genereren van het magnetische veld waarmee de rotor is uitgelijnd. De belangrijkste kenmerken van het statorcircuit zijn gerelateerd aan het fasegummer, Poolnummer en draadconfiguratie. Het aantal fasen is het aantal onafhankelijke spoelen, en het aantal polen vertegenwoordigt het hoofdpaar van tanden die door elke fase worden bezet. Tweefasige stepper-motoren worden meestal gebruikt, terwijl driefasige en vijffase motoren minder vaak worden gebruikt (Zie cijfers 5 En 6).
Kenmerken van Stepper Motors
- Nauwkeurige controle: Stappermotoren kunnen precies hoeken en snelheden regelen.
- Geen behoefte aan feedback: Vanwege hun werkingsprincipe, stappen motoren Meestal vereist geen positiefeedbacksysteem.
- Makkelijk te controleren: Stappermotoren kunnen worden gecontroleerd door eenvoudige pulsignalen.
- Hoog koppel bij lage snelheden: Bij lage snelheden, Stappermotoren kunnen een groot koppel bieden.
Toepassingen van Stepper Motors
Stappenmotoren worden veel gebruikt op verschillende gebieden, inclusief maar niet beperkt tot:
- Geautomatiseerde machines: Voor precieze controle over de positie van mechanische armen.
- Printers en scanners: Om de beweging van printkoppen en scankoppen te regelen.
- Robotica: Voor het beheersen van de beweging van robotverbindingen.
- Medische apparatuur: In sommige precisie medische hulpmiddelen om de precieze beweging van componenten te beheersen.
Hoe u een steppermotor kiest?
Wanneer Een steppermotor selecteren, Overweeg de volgende factoren:
- Koppelvereisten: Kies het juiste koppel op basis van de belasting- en snelheidsvereisten van de toepassing.
- Stap Hoek: Hoe kleiner de staphoek, Hoe hoger de resolutie van de motor, en hoe fijner de controle.
- Snelheid: Kies een geschikt snelheidsbereik op basis van de behoeften van de toepassing.
- Maat en vorm: Kies de juiste motorgrootte op basis van de installatieruimte en ontwerpvereisten.
Conclusie
Stappenmotoren zijn veelzijdig en geschikt voor toepassingen die nauwkeurige controle vereisen. Door deze introductie, Beginners moeten een basiskennis hebben van Stepper -motoren en kunnen beginnen met het verkennen van hun potentieel in verschillende toepassingen. Met de voortdurende vooruitgang van technologie, Het applicatiebereik van stepper -motoren is ook constant uitgebreid, Sterke ondersteuning bieden voor moderne automatisering en precisiecontrole.
Greensky Power Co., Ltd. is een professionele fabrikant die zich bezighoudt met het onderzoek, ontwikkeling, productie, verkoop van stappenmotor.
Als u stappenmotor zoekt voor uw project, neem dan contact op met ons verkoopteam.
