Förstå stegmotorns grunder
Introduktion
En stegmotor är en elektromagnetisk anordning som omvandlar elektriska pulssignaler till vinkel- eller linjär förskjutning. Denna typ av motor är mycket vanlig inom området automatiserad kontroll på grund av dess exakta kontroll och fördelen med att inte kräva ett återkopplingssystem. Den här artikeln kommer att introducera de grundläggande koncepten, arbetsprinciper, typ, och applikationer av stegmotorer till nybörjare.
Vad är en stegmotor?
En stegmotor är en typ av digital kontrollmotor som styr motorns rotation genom digitala signaler. Varje elektrisk puls får motorn att rotera en fast vinkel, känd som stegvinkeln. Denna egenskap av stegmotorer gör dem mycket användbara i situationer som kräver exakt positionskontroll.
Arbetsprincip för stegmotorer
Som alla motorer, Stegmotorer inkluderar också en fast del (stator) och en rörlig del (rotor). Statorn har ett växelliknande utsprång med slingrande spolar, Medan rotorn är en permanent magnet eller en variabel motvilja kärna. Vi kommer att titta på de olika rotorkonstruktionerna mer djup senare. Figur 1 Visar ett tvärsnitt av motorn med en variabel motvilja kärnrotor.
Stegmotorns grundläggande arbetsprincip är: Fasen för en eller flera staters är energisk, Strömmen som passerar genom spolen genererar ett magnetfält, och rotorn kommer att anpassas till magnetfältet; Applicera spänning i olika faser i sin tur, Rotorn kommer att rotera i en specifik vinkel och når så småningom önskat läge.
Figur 2 visar hur detta fungerar. Först, Spole A är energisk och genererar ett magnetfält, som rotorn är inriktad; Efter att spole B är energisk, Rotorn roteras 60 ° medurs för att anpassa sig till det nya magnetfältet; Samma sak händer när spole C är påslagen. Färgen på statortänderna i figuren nedan indikerar riktningen för magnetfältet som genereras av statorlindningarna.
Typ och konstruktion av stegmotor
Stegmotorns prestanda (Oavsett om det är upplösning/steg, hastighet eller vridmoment) påverkas av detaljerna i konstruktionen, och på samma gång, Dessa detaljer kan också påverka hur motorn styrs. Faktiskt, Inte alla stegmotorer har samma inre struktur (eller konstruktion), Eftersom olika motorer har olika rotorkonfigurationer.
Rotor
Stegmotorer har i princip tre typer av rotorer:
- Permanentmagnetrotor: Rotorn är en permanent magnet, i linje med magnetfältet som genereras av statorkretsen. Denna rotor garanterar bra vridmoment och har bromsmoment. Detta betyder att oavsett om spolen är energisk eller inte, motorn kan motstå (Även om inte särskilt starkt) förändringar i position. dock, jämfört med andra rotortyper, Dess nackdel är att både hastighet och upplösning är lägre. Figur 3 Visar ett tvärsnitt av en permanent magnetstegsmotor.
- Variabel motvilja rotor: Rotorn är gjord av en järnkärna och har en speciell form som kan anpassas till magnetfältet (se siffror 1 och 2). Denna rotor är lättare att uppnå höga hastigheter och hög upplösning, Men vridmomentet den producerar är i allmänhet lägre och det finns inget bromsmoment.
- Hybridrotor: Denna rotor har en speciell struktur, Det är en hybrid av permanent magnet och variabel motvilja rotor. Det finns två axiellt magnetiserade magnetiska lock på rotorn, Och det finns växlande små tänder på magnetlocken. Denna konfiguration ger motorn fördelarna med både permanentmagnet och variabel motvilja rotor, särskilt med hög upplösning, hög hastighet och högt vridmoment. Självklart, Högre prestandakrav innebär mer komplexa strukturer och högre kostnader. Figur 3 visar ett förenklat schematiskt diagram över denna motorstruktur. När spol A är energisk, En liten tand av rotorn n magnetlocket är i linje med statortanden av magnetiserade S. På samma gång, På grund av rotorns struktur, Rotorens magnetkåpa är i linje med magnetiseringens statortänder. Även om stigmotorns arbetsprincip är densamma, Strukturen för den faktiska motorn är mer komplex, och antalet tänder är mer än det som visas i figuren. Ett stort antal tänder gör det möjligt för motorn att få en mycket liten stegvinkel, så liten som 0,9 °.
Stator
Statorn är den del av motorn som är ansvarig för att generera magnetfältet som rotorn är inriktad. Statorkretsens huvudsakliga egenskaper är relaterade till dess fasnummer, polnummer och trådkonfiguration. Antalet faser är antalet oberoende spolar, och antalet poler representerar huvudparet av tänder som ockuperas av varje fas. Tvåfas stegmotorer används oftast, Medan trefas- och femfasmotorer används mindre vanligt (se siffror 5 och 6).
Funktioner i stegmotorer
- Exakt kontroll: Stegmotorer kan exakt styra vinklar och hastigheter.
- Inget behov av feedback: På grund av deras arbetsprincip, stegmotorer kräver vanligtvis inte ett positionsåterkopplingssystem.
- Lätt att kontrollera: Stegmotorer kan styras genom enkla pulssignaler.
- Högt vridmoment vid låga hastigheter: I låg hastighet, Stegmotorer kan ge ett stort vridmoment.
Applications of Stepper Motors
Stegmotorer används allmänt inom olika områden, inklusive men inte begränsat till:
- Automatiserade maskiner: För exakt kontroll av mekaniska armens position.
- Skrivare och skannrar: För att kontrollera rörelsen av tryckhuvuden och skanningshuvuden.
- Robotik: För att kontrollera rörelsen av robotfogar.
- Medicinsk utrustning: I vissa precisionsmedicinska apparater för att kontrollera den exakta rörelsen av komponenter.
Hur man väljer en stegmotor?
När Välja en stegmotor, Tänk på följande faktorer:
- Vridmomentkrav: Välj lämpligt vridmoment baserat på applikationens belastnings- och hastighetskrav.
- Stegvinkel: Ju mindre stegvinkeln, Ju högre upplösning av motorn, och ju finare kontrollen.
- Fart: Välj ett lämpligt hastighetsområde baserat på applikationens behov.
- Storlek och form: Välj lämplig motorstorlek baserad på installationsutrymmet och designkraven.
Slutsats
Stegmotorer är mångsidiga och lämpliga för applikationer som kräver exakt kontroll. Genom denna introduktion, Nybörjare bör ha en grundläggande förståelse för stegmotorer och kunna börja utforska sin potential i olika applikationer. Med kontinuerlig teknikutveckling, Applikationsområdet för stegmotorer expanderar också ständigt, ger starkt stöd för modern automatisering och precisionskontroll.
Greensky Power Co., Ltd. är en professionell tillverkare som är engagerad i forskningen, utveckling, produktion, försäljning av Stepper Motor.
Om du söker Stepper Motor för ditt projekt, vänligen kontakta vårt säljteam.
