Co je to krokový motor?

Krokový motor BASIC:

A Stepper Motors je elektrický motor, který otáčí jeho šachtou v přesných krocích s pevným stupněm. Vzhledem k její vnitřní struktuře můžete sledovat přesnou úhlovou polohu hřídele počítáním kroků - není nutný senzor. Díky této přesnosti je krokové motory ideální pro mnoho aplikací.

Systém krokového motoru:

Provoz systému krokového motoru se točí kolem interakce mezi rotorem a statorem. Zde je podrobný pohled na to, jak funguje typický krokový motor: generování signálu:  ovladač generuje sekvenci elektrických impulsů, které představují požadovaný pohyb. Aktivace ovladače:  Řidič přijímá signály z ovladače a napájí vinutí motoru ve specifické sekvenci a vytváří rotující magnetické pole. Pohyb rotoru:  Magnetické pole generované statorem interaguje s rotorem, což způsobí, že se otáčí v diskrétních krocích. Počet kroků odpovídá frekvenci pulsu odeslané řadičem. Zpětná vazba (volitelná):  V některých systémech lze použít mechanismus zpětné vazby, jako je kodér, k zajištění toho, aby motor posunul správnou vzdálenost. Mnoho krokových motorových systémů však pracuje bez zpětné vazby a spoléhá se na přesnou kontrolu ovladače a ovladače.

Typy krokových motorů:

1. Permanentní magnetické krokové motory (PM)

Tyto motory používají pro rotor permanentní magnety, což zvyšuje točivý moment při nízkých rychlostech. Jsou jednoduché a levné, takže jsou ideální pro aplikace vyžadující mírnou přesnost a rychlost.

2. Proměnné neochoty krokových motorů (VR)

V motoru s proměnlivou neochotou je rotor vyroben z měkkého železa a provoz motoru závisí na neochotě (odolnosti vůči magnetickému toku) rotoru. Tyto motory jsou účinnější než motory PM, ale mají tendenci produkovat menší točivý moment.

3. hybridní krokové motory

Hybridní krokový motory kombinují vlastnosti motorů PM a VR a poskytují vynikající výkon. Nabízejí lepší točivý moment a přesnost, takže jsou vhodné pro náročnější aplikace, jako jsou stroje CNC, 3D tiskárny a robotické systémy.

Hybridní krokové motory jsou hlavní produkty Besfoc.

BESFOC Hybrid Stepper Motor Druhy:

Naše krokové motory zahrnují 2-fázové a 3-fáze, se krokovými úhly 0,9 °, 1,2 ° a 1,8 ° a motorické velikosti Nema8, 11, 14, 16, 17, 23, 24, 34, 42 a 52. Kromě standardních hybridních krokových motorů, ip65, ip65, motory IP65, motory IP65, ip65, motory IP65, ip65, motory IP65, ip65, motory IP65, ip65, motory IP65, ip65, motory IP65, ip65, motory IP65, ip65, motory IP65, ip65, motory IP65, ip65. Vodotěsné krokové motory, ozubené krokové motory a integrované krokové servomotory atd., Ve kterých lze parametry odstupňovacího motoru, kodér, převodovka, brzda, vestavěné ovladače atd. Přizpůsobit podle různých potřeb.

Funkce hybridních krokových motorů

Hybridní krokové motory kombinují nejlepší rysy permanentních magnetu (PM) a variabilní neochoty (VR) krokových motorů. Nabízejí vysoký točivý moment, přesné polohování a efektivní provoz. Níže jsou uvedeny klíčové rysy hybridních krokových motorů:

1. Vysoký výstup točivého momentu

Hybridní krokové motory dodávají výrazně vyšší točivý moment než tradiční PM nebo VR krocovské motory. Důvodem je kombinované magnetické principy používané v jejich designu, což zvyšuje jejich výkon.

2. Přesné umístění

Tyto motory poskytují přesnou kontrolu nad rotační polohou. Jsou ideální pro aplikace, které vyžadují přesné pohyby, jako jsou stroje CNC, 3D tiskárny a robotika.

3. Schopnost mikrosteppingu

Hybridní krokový motory mohou podporovat mikrostepping, což znamená, že se mohou pohybovat ve velmi jemných krocích (menší než celý krok). To má za následek hladší pohyb a jemnější kontrolu nad polohováním.

4. Vysoká účinnost

Hybridní krokové motory jsou energeticky efektivnější než jejich čisté protějšky PM nebo VR. Působí na nižších úrovních proudu při zachování točivého momentu, takže jsou vhodné pro energetické aplikace.

5. Vysoký držící točivý moment

Tyto motory jsou navrženy tak, aby udržovaly silný točivý moment, i když stacionární, což je důležité pro aplikace, které musí odolat vnějším silám, pokud nejsou v pohybu.

6. Kompaktní a robustní design

Hybridní krokové motory jsou obvykle kompaktní a odolné. Jejich návrh kombinuje spolehlivost permanentních magnetů s drsností variabilní neochoty a nabízí robustní řešení pro různá prostředí.

7. Široká škála velikostí a konfigurací

Tyto motory jsou k dispozici v různých velikostech a konfiguracích tak, aby splňovaly různé požadavky na zatížení. Mohou být přizpůsobeny tak, aby vyhovovaly konkrétním aplikacím, ať už jde o malé nebo rozsáhlé stroje.

8. Nízkoobrana

Design Hybridní krokové motory minimalizují vůli a zajišťují, aby mezi příkazy a pohybem bylo minimální zpoždění nebo „Slack “. To je rozhodující pro aplikace vyžadující vysokou přesnost.

9. Univerzální možnosti jednotky

Hybridní krokové motory mohou být poháněny různými metodami kontroly, včetně plného kroku, půl kroku a mikrosteppingu. Tato všestrannost jim umožňuje používat v různých aplikacích s různými požadavky na kontrolu.

10. Snížená tvorba tepla

Vzhledem k jejich efektivnímu provozu vytvářejí hybridní krokové motory ve srovnání s tradičními motory menší teplo, což zvyšuje jejich životnost a výkon při neustálém používání.

Závěr

Hybridní krokové motory  kombinují silné stránky různých motorických technologií, aby poskytovaly vysoce efektivní, přesné a všestranné řešení pro mnoho aplikací pro řízení pohybu. Jejich robustní design, vysoký točivý moment a schopnost dosáhnout hladkého, mikrosteppingového pohybu z nich činí vynikající volbu v průmyslových odvětvích, jako je automatizace, robotika a výroba.

Struktura hybridních krokových motorů:

Struktura hybridního krokového motoru se skládá z několika klíčových komponent:

Stator, rotor, kryt, hřídel, ložisko, magnety, železná jádra, dráty, izolace navíjející, vlnité podložky atd.

Pracovní princip struktury hybridního krokového motoru:

• Statorové cívky jsou pod napětím ve specifické sekvenci a vytvářejí magnetická pole, která přitahují nebo odpuzují zuby rotoru.

• Jak se zuby rotoru vyrovnávají s statorovými póly, rotor se pohybuje do další stabilní polohy (a 'krok ').

• Kombinace trvalého magnetu a zubů rotoru zajišťuje přesné polohování a vysoký točivý moment s minimální ztrátou.

Výhody hybridních krokových motorů

Hybridní krokový motory nabízejí řadu výhod, což z nich činí oblíbenou volbu v různých aplikacích, které vyžadují vysokou přesnost a efektivitu. Níže jsou uvedeny klíčové výhody hybridních krokových motorů:

1. Vynikající točivý moment a výkon

Hybridní krokové motory poskytují vyšší točivý moment ve srovnání s tradičními krokovými motory. Díky tomuto vylepšenému výstupu točivého momentu jsou ideální pro náročné aplikace, které vyžadují více energie, jako je robotika, strojní zařízení CNC a 3D tisk.

2. Přesnost a přesnost

Jednou z hlavních výhod hybridních krokových motorů je jejich schopnost poskytovat přesnou kontrolu nad pohybem. Jejich design umožňuje kroky s vysokým rozlišením, které se promítá do přesného polohování a hladkého pohybu, nezbytné v úkolech, které vyžadují pečlivou kontrolu.

3. Energetická účinnost

Hybridní krokové motory jsou navrženy tak, aby fungovaly efektivně, což snižuje spotřebu energie při zachování výkonu. Tato energetická účinnost je zvláště prospěšná v aplikacích, kde je zachování energie zásadní, což dlouhodobě pomáhá snížit provozní náklady.

4. Hladký a tichý provoz

Ve srovnání s jinými motory pracují hybridní krokový motory s menším vibrací a šumem, zejména při použití mikrosteppingu. Díky tomu jsou ideální pro prostředí, kde jsou nezbytné minimální hluk a hladký pohyb, například u zdravotnického vybavení nebo špičkových tiskáren.

5. Snížená tvorba tepla

Hybridní krokové motory vytvářejí menší teplo ve srovnání s tradičními motory. Toto snížení tepla zlepšuje dlouhověkost motoru a snižuje potřebu dalších chladicích mechanismů, což z nich činí spolehlivější a nákladově efektivnější.

6. Kompaktní velikost

Navzdory svým vysokým točivým schopnostem točivého momentu, Hybridní krokové motory jsou kompaktní velikosti, takže jsou vhodné pro prostorové aplikace. Jejich malá stopa je výhodou v projektech vyžadujících efektivní využití dostupného prostoru.

7. Zvýšená trvanlivost a spolehlivost

Hybridní krokové motory jsou postaveny tak, aby vydržely s odolnými materiály a robustní konstrukcí. Díky jejich spolehlivosti v nepřetržitém provozu jsou vhodné pro průmyslová a vysoce poptádová prostředí, což zajišťuje minimální údržbu a prostoje.

8. Široký rozsah možností řízení

Hybridní krokový motory nabízejí všestranné metody kontroly, včetně plného kroku, půl kroku a mikrosteppingu. Tato všestrannost umožňuje uživatelům doladit výkon motoru podle jejich specifických požadavků a poskytovat flexibilitu v různých aplikacích.

9. Nízkoobrana

S návrhem nízkého vůle hybridních kroků minimalizují polohové chyby a zajišťují hladší přechody mezi kroky. To je zvláště důležité ve vysoce přesných aplikacích, kde je přesnost prvořadá.

10. Nákladově efektivní

Zatímco Hybridní krokové motory nabízejí vynikající výkon, zůstávají relativně cenově dostupné ve srovnání s jinými vysoce výkonnými motory. Díky jejich kombinaci nákladové efektivity a vysokého výkonu z nich činí výběr pro mnoho průmyslových odvětví.

Závěr

Výhody hybridních krokových motorů z nich činí nejlepší volbu pro aplikace vyžadující vysokou přesnost, spolehlivost a energetickou účinnost. Jejich vynikající točivý moment, hladký provoz, kompaktní velikost a potřeby nízké údržby z nich činí ideální pro širokou škálu průmyslových odvětví, včetně robotiky, výroby a automatizace. Ať už hledáte energeticky efektivní řešení nebo motor, který nabízí přesný pohyb, hybridní krokový motory jsou vynikající volbou.

Jak ovládat krokový motor

Jak ovládat hybridní krokový motor

Hybridní krokové motory kombinují vlastnosti jak permanentních magnetu (PM), tak motorů s variabilní neochotou (VR). Tyto motory nabízejí přesný pohyb a vysoký točivý moment, díky čemuž jsou vhodné pro širokou škálu aplikací, od 3D tisku po robotiku a stroje CNC. Řízení hybridního krotokového motoru zahrnuje správu signálů, které řídí jeho pohyb, včetně jeho směru, rychlosti a kroků. Níže je průvodce krok za krokem, jak efektivně ovládat hybridní krokový motor.

1. Pochopte pracovní princip hybridních krokových motorů

Hybridní krokové motory fungují pohybem v diskrétních krocích založených na sekvenci elektrických impulsů odeslaných do motorových cívek. Každý puls otáčí motor o specifické množství, obvykle 1,8 ° na krok v motoru 200 kroků, což má za následek plnou rotaci. Nastavením sekvence a frekvence impulsů můžete ovládat směr, rychlost a velikost kroku motoru.

2. Vyberte si ovladač krokového motoru

Hybridní krokový motor vyžaduje, aby ovladač přeměnil řídicí signály (obvykle z mikrokontroléru) do vhodného proudu a napětí, aby řídil motorské cívky. Někteří populární ovladače krokových motorů jsou:

• A4988 : Populární ovladač, který podporuje úplné, poloviční a mikrosteppingové ovládání.

• DRV8825 : Řidič, který podporuje vyšší proudy a mikrostepping pro plynulejší pohyb.

• TB6600 : Robustní ovladač pro vysoce výkonné hybridní krokové motory používané ve větších aplikacích.

Ujistěte se, že řidič, který si vyberete, je kompatibilní se specifikacemi vašeho motoru, zejména napětí, proudu a rozlišení kroku.

3. Zapojení motoru a ovladače

Chcete -li ovládat hybridní krokový motor, musíte motor správně připojit. Hybridní krokový motory obvykle mají čtyři dráty (bipolární) nebo šest vodičů (unipolárních), v závislosti na návrhu. Bipolární motory vyžadují dvě cívky, z nichž každá je spojena se dvěma kolíky na ovladači, zatímco unipolární motory mohou zahrnovat středové klepnutí na cívky.

Běžné kroky zapojení:

• Připojte motorové dráty k výstupním kolíkům řidiče.

• Připojte napájecí zdroj k ovladači podle jeho napětí a proudového hodnocení.

• Připojte ovládací kolíky řidiče (krok a dir) k mikrokontroléru (jako je Arduino) pro ovládání motoru.

4. Ovládejte krokový motor mikrokontrolérem

Pro kontrolu hybridního krotomového motoru se běžně používá mikrokontrolér (např. Arduino, Raspberry PI). Mikrokontrolér posílá krokové impulsy k ovladači krokového motoru, aby ovládal jeho pohyb. Klíčové signály, které musíte spravovat, jsou:

• Krok (signál pulsu) : Každý impuls odeslaný k ovladači motoru kroku způsobí, že motor udělal jeden krok.

• DIR (směrový signál) : Tento signál určuje směr rotace. Změna logické úrovně (vysoká nebo nízká) přepíná směr rotace motoru.

5. Programování řízení motoru

Musíte napsat kód, který dává pokyn mikrokontroléru, aby poslal příslušné signály ovladači krokového motoru. Zde je příklad ovládání hybridního krokového motoru pomocí arduino:

const int Steppin = 3;    // Step Pin připojený k arduino pin 3 const int dirpin = 4;     // dir pin připojený k arduino pin 4 void setUp () {pinmode (steppin, output);   // Nastavit špendlík Step jako výstupní pinmode (dirpin, výstup);    // nastavit dir pin jako výstup} void loop () {digitalWrite (dirpin, high); // Nastavte směr na směnky ve směru hodinových ručiček pro (int i = 0; i <200; i ++) {// 200 kroků pro jednu plnou rotaci digitalWrite (Steppin, vysoká);  // Odeslat puls do motoru DelayMicroseConds (1000);      // doba trvání pulsu DigitalWrite (Steppin, Low);   // ukončit Pulse DelayMicroseConds (1000);      // doba trvání pulsu} zpoždění (1000);  // pauza před změnou směru digitálníhowrite (dirpin, low); // Nastavte směr na proti směru hodinových ručiček pro (int i = 0; i <200; i ++) {digitalWrite (Steppin, vysoká);     delaymicroseConds (1000);     DigitalWrite (Steppin, Low);     delaymicroseConds (1000);   } zpoždění (1000); // pauza}

Tento kód otočí motor ve směru hodinových ručiček pro 200 kroků (jedna plná rotace) a poté proti směru hodinových ručiček.

6. Rychlost kontroly a zrychlení

Rychlost Hybridní krokové motory jsou určeny frekvencí impulsů odeslaných na špendlík. Chcete -li ovládat rychlost, můžete upravit zpoždění mezi impulsy. Kratší zpoždění povede k rychlejší rotaci, zatímco delší zpoždění zpomalí motor dolů. Například snížení zpoždění na 500 mikrosekund se motor otočí rychleji.

Navíc, pokud je vyžadováno hladké zrychlení a zpomalení, můžete postupně snižovat nebo zvýšit zpoždění mezi pulzy, což pomáhá předcházet trhaným pohybům. Tato technika je známá jako rampování.

7. Režimy kroků (plný krok, půl kroku, mikrostepping)

Řidič krokového motoru může pracovat v různých krokových režimech, což ovlivňuje výkon a hladkost motoru. Některé běžné režimy zahrnují:

• Režim s plným krokem : Motor podniká plné kroky, což má za následek méně přesný, ale rychlejší pohyb.

• Režim půl kroku : Motor provádí menší kroky než režim s plným krokem a nabízí hladší a přesnější pohyb.

• MicroStepping : Toto je nejvyšší přesný režim, kde motor podniká velmi jemné kroky (rozdělení úplných kroků) a poskytuje nejhladší pohyb a nejlepší rozlišení.

Microstepping je zvláště užitečný, pokud potřebujete hladké, vysoce přesné pohyby, například v 3D tisku nebo CNC aplikacích.

8. Monitorování a zpětná vazba

V některých pokročilých aplikacích mohou být hybridní krokové motory spojeny s kodéry nebo jinými systémy zpětné vazby pro sledování jejich pozice a rychlosti. Tyto systémy zpětné vazby pomáhají zajistit, aby se motor přesně přesunul do požadované polohy, zejména v řídicích systémech s uzavřenou smyčkou. Použití kodérů pomáhá předcházet zmeškaným krokům a zlepšuje celkový výkon motoru.

Závěr

Ovládání hybridního krotomového motoru zahrnuje výběr správného ovladače motoru, správné zapojení a pomocí mikrokontroléru k odeslání signálů pulsu, které diktují pohyb motoru. Úpravou frekvence pulzů, kontrolou směru a výběrem různých krokových režimů můžete dosáhnout přesného řízení pohybu pro širokou škálu aplikací. Se správným nastavením nabízejí hybridní krokový motory hladký, přesný a spolehlivý pohyb pro vše od robotiky po 3D tisk.

Aplikace krokových motorů

Hybridní krokové motory se široce používají v aplikacích, které vyžadují přesnou kontrolu pohybu, rotace a umístění. Tyto motory jsou zvláště vhodné pro úkoly vyžadující přesnost, spolehlivost a účinnost. Níže jsou uvedeny některé z nejběžnějších a nejrozsáhlejších aplikací krokových motorů:

1. 3D tisk

Pohyb krok za krokem je nezbytný pro 3D tisk. Krokové motory řídí přesný pohyb tiskové hlavy a platformy sestavení, což umožňuje vytvoření složitých a podrobných modelů. Díky jejich schopnosti pohybovat se v malých a přesných přírůstcích je pro tuto technologii ideální.

2. CNC stroje

Ve strojích CNC (počítačové numerické ovládání) řídí krokové motory pohyb řezacích nástrojů a obrobků s vysokou přesností. Tato přesnost je nezbytná pro frézování, otáčení, vrtání a gravírování, které vyžadují vysokou úroveň detailů a opakovatelnosti.

3. Robotika

Krokové motory se běžně používají v robotice pro kontrolu pohybu robotických ramen, kol nebo jiných mechanických složek. Jejich přesná kontrola umožňuje robotům provádět složité úkoly s vysokou přesností v průmyslových odvětvích, jako je výroba, zdravotní péče a výzkum.

4. Systémy řízení kamery

Ve fotografování a kinematografii se v systémech řízení kamery používají k dosažení hladkého a přesného úpravy zaostření, přiblížení a posouvání. Jejich přesný pohyb je nezbytný pro zachycení jasných a stabilních obrázků, zejména v profesionálním prostředí.

5. Automatizované výrobní systémy

V automatizovaných výrobních linkách řídí krokové motory dopravní pásy, montážní ramena a balicí systémy. Díky jejich schopnosti provádět opakované a přesné pohyby z nich činí cenný nástroj v průmyslových odvětvích, jako je automobilová výroba, zpracování potravin a sestavení elektroniky.

6. Textilní průmysl

Krokové motory se používají v textilních strojích k řízení tkalcovských stavů, pletacích strojů a šicích strojů. Jejich přesný pohyb zajišťuje přesné šití, tkaní a vytváření vzorů, zlepšuje účinnost a kvalitu při výrobě textilu.

7. Lékařské vybavení

Krokové motory se běžně vyskytují ve zdravotnických prostředcích, které vyžadují přesný pohyb, jako jsou infuzní čerpadla, chirurgické roboty a diagnostické stroje. Jejich přesnost a spolehlivost zajišťují, že tato zařízení provádějí kritické úkoly bezpečně a efektivně.

8. Tiskárny a skenery

V tiskárnách a skenerech ovládají krokové motory pohyb papíru, inkoustových kazet a skenovacích hlav. To zajišťuje vysokou přesnost v procesech tisku i skenování a přispívá k kvalitě konečného výstupu.

9. Aerospace a obrana

V leteckých aplikacích se krokové motory používají v kontrolních systémech pro polohování satelitu, radarové systémy a umístění antén. Jejich vysoká přesnost a spolehlivost jsou zásadní pro zajištění správného fungování těchto kritických systémů.

10. Spotřební elektronika

Ovládání pohybu krok za krokem se používá v různých spotřební elektronice, jako jsou diskové jednotky, domácí spotřebiče a nastavitelné stojany pro televizory. Krokové motory zajišťují, že tato zařízení pracují hladce a s přesností a zvyšují uživatelský zážitek.

11. Polohovací systémy

Hybridní krokové motory se široce používají v systémech, které vyžadují přesné řízení polohy, jako jsou anténní systémy, úchyty dalekohledu a gramofony. Poskytují spolehlivý, opakovatelný pohyb a zajišťují přesné umístění v různých oborech, od astronomie po zábavu.

12. Prodejní automaty

V prodejních automobilech kontrolují krokovou motory pohyb produktů, aby se zajistilo správné vydávání. Jejich přesnost zajišťuje, že správný produkt je doručen zákazníkovi bez chyby, což zlepšuje účinnost stroje.

Závěr

Krokové motory jsou v průmyslových odvětvích nepostradatelné, která se spoléhají na přesné a kontrolované pohyby. Jejich schopnost poskytovat přesný, opakovatelný pohyb z nich dělá nezbytnou součást v aplikacích od 3D tisku po letecký průmysl. Jak technologie neustále postupuje, všestrannost a spolehlivost krokových motorů zajišťuje jejich pokračující používání v široké škále průmyslových odvětví, což zlepšuje automatizaci, přesnost a efektivitu.