Co je to integrovaný krokový motor?

Ve světě přesnosti kontroly a pohybu, Integrované krokové motory jsou základní komponenty, které kombinují pokročilou technologii s kompaktním designem. Tyto motory nabízejí vysoce přesný a spolehlivý výkon, díky čemuž jsou nepostradatelné v různých průmyslových a spotřebitelských aplikacích. Tento článek se ponoří do složitosti integrovaných krokových motorů a zdůrazňuje jejich funkce, typy, výhody a skutečný využití v reálném světě. 

Porozumění krokovým motorům

Co je to krokový motor?

Krokový motor je typ elektrického motoru, který se pohybuje spíše v diskrétních krocích než o otáčení nepřetržitě. Díky tomu jsou krokové motory ideální pro aplikace, kde je vyžadována přesná kontrola rotační polohy, rychlosti a směru. Na rozdíl od konvenčních DC motorů, které se při napájení nepřetržitě vyskytují, krokové motory rozdělují plnou rotaci do několika menších, stejných kroků. Každý krok odpovídá specifickému úhlu rotace, což umožňuje jemnou kontrolu.

Jak funguje krokový motor?

Krokový motor pracuje prostřednictvím interakce jeho statoru a rotoru. Stator je stacionární součástí motoru, obsahující cívky drátu, které při podání vytvářejí magnetická pole. Rotor je rotující část motoru, obvykle vyrobená z magnetického materiálu.

Zde je způsob, jak krokový motor funguje v základních smyslu:

1. Statorové cívky jsou napájeny do specifické sekvence a vytvářejí magnetické pole.

2. Toto magnetické pole interaguje s rotorem a způsobuje, že se pohybuje v malých schodech.

3. Rotor se pohybuje k vyrovnání s magnetickým polem a dokončí jeden krok po druhém.

4. Změna sekvence napájení cívek může být rotor vyroben tak, aby se otáčel v obou směrech, což umožňuje přesnou kontrolu jeho polohy.

Co je to integrovaný krokový motor?

An Integrovaný krokový motor  je typ krokového motoru, kde se motor a její přidružená hnací elektronika (jako je ovladač a ovladač) kombinují do jedné kompaktní jednotky. Tato integrace zjednodušuje motorový systém odstraněním potřeby externích ovladačů, ovladačů a dalšího zapojení, což usnadňuje instalaci, provozování a údržbu motoru. Integrované krokové motory se používají v aplikacích, kde je nezbytná přesná kontrola pohybu, efektivita prostoru a snadnost nastavení.

Klíčové komponenty integrovaného krokového motoru

An Integrovaný krokový motor  obvykle kombinuje následující základní komponenty:

1. Krokový motor - primární součást, která poskytuje rotační pohyb v diskrétních krocích.

2. Řidič motoru - elektronika, která ovládá napájení dodávané do cívek motoru. Řidič určuje směr, rychlost a polohu motoru.

3. Regulátor - často zabudovaný do obvodu řidiče, regulátor interpretuje řídicí signály a sekvence energizace motorových cívek, což zajišťuje hladký a přesný pohyb.

4. Napájení - poskytuje požadovanou elektrickou energii motoru a jeho ovladači, obvykle zdroj energie stejnosměrného proudu.

Integrací těchto kompants do jednoho balíčku integrovaný krokový motor snižuje složitost zapojenou do zapojení, snižuje celkovou stopu motorového systému a zlepšuje jeho spolehlivost.

Typy integrovaných krokových motorů

Integrované krokové motory přicházejí do různých konfigurací, z nichž každá je navržena tak, aby splňovala specifické požadavky. Mezi nejběžnější typy patří:

1. Unipolární integrovaný krokový motor

Unipolární krokový motor má pro každou fázi vinutí středopodniky, což umožňuje jednodušší design řidiče. Tento typ integrovaného motoru se často používá v aplikacích s nízkým výkonem, kde jsou klíčovými úvahami účinnost a velikost.

2. bipolární integrovaný krokový motor

Naproti tomu bipolární Integrovaný krokový motor  nemá středové klepnutí na jeho vinutí, což umožňuje vyšší točivý moment a lepší výkon při vyšších rychlostech. Tyto motory jsou často preferovány v aplikacích, kde je výkon důležitější než energetická účinnost.

3. hybridní integrovaný krokový motor

Hybridní krokové motory kombinují vlastnosti z unipolárních i bipolárních motorů a nabízejí to nejlepší z obou světů, pokud jde o točivý moment, rychlost a účinnost. Ty se běžně používají v průmyslové automatizaci a robotice, kde je zapotřebí přesnosti i energie.

Integrovaný krokový motor Besfoc:

Funkce:

1、Cortex-M4 jádro vysoce výkonné 32bitové mikro  ovladač

2 、 Nejvyšší frekvence odezvy pulzního nálezu může dosáhnout 200 kHz

3 、 Vestavěná ochranná funkce, efektivně zajišťuje bezpečné používání zařízení

4 、 Inteligentní regulace proudu ke snížení vibrací, hluku a tepla

5 、 Přijetí MOS s nízkým vnitřním odporem se vytápění sníží o 30% ve srovnání s běžnými produkty

6 、 Rozsah napětí: DC12V-36V

7 、 Integrovaný design s integrovaným motorem pohonu, snadnou instalací, malou stopou a jednoduchou zapojení

8 、 Vybaveno funkcí proti reverznímu připojení

 

Metoda komunikace:

1 、 Typ pulsu

2 、 RS485 Typ sítě Modbus RTU

3 、 Typ sítě pro sítí

Úroveň ochrany:

Vodotěsný typ: IP30, IP54, IP65, Volitelné

Integrované parametry motoru BESFOC:

Model	Úhel kroku (1,8 °)	Fázový proud (a)	Jmenovitý odpor (Ω)	Hodnocený točivý moment (NM)	Celková výška těla L (mm)	Kodér	Metoda řízení (volitelné)
BFISS42-P01A	1.8	1.3	2.1	0.22	54	1000 ppr/17bit	puls	RS485	Cvrstevka
BFISS42-P02A	1.8	1.68	1.65	0.42	60	1000 ppr/17bit	puls	RS485	Cvrstevka
BFISS42-P03A	1.8	1.68	1.65	0.55	68	1000 ppr/17bit	puls	RS485	Cvrstevka
BFISS42-P04A	1.8	1.7	3	0.8	80	1000 ppr/17bit	puls	RS485	Cvrstevka

Model	úhel kroku (1,8 °)	fázový proud (a)	Jmenovitý odpor (Ω)	Hodnocený točivý moment (NM)	Celková výška těla L (mm)	Kodér	Metoda řízení (volitelné)
BFISS57-P01A	1.8	2	1.4	0.55	65	1000 ppr/17bit	puls	RS485	Cvrstevka
BFISS57-P02A	1.8	2.8	0.9	1.2	80	1000 ppr/17bit	puls	RS485	Cvrstevka
BFISS57-P03A	1.8	2.8	1.1	1.89	100	1000 ppr/17bit	puls	RS485	Cvrstevka
BFISS57-P04A	1.8	3	1.2	2.2	106	1000 ppr/17bit	puls	RS485	Cvrstevka
BFISS57-P05A	1.8	4.2	0.75	2.8	124	1000 ppr/17bit	puls	RS485	Cvrstevka
BFISS57-P06A	1.8	4.2	0.9	3	136	1000 ppr/17bit	puls	RS485	Cvrstevka

                             

                         

Jak funguje integrovaný krokový motor

An Integrovaný krokový motorový motor  funguje stejným základním způsobem jako běžný krokovou motor, ale s další vestavěnou elektronikou pro řízení provozu motoru. Primární rozdíl je v tom, že integrovaný krokový motor kombinuje motor s jeho ovladačem a ovladačem do jedné jednotky, což zjednodušuje proces nastavení a provozu.

Zde je způsob, jak podrobně pracuje integrovaný krokový motor:

1. Vstup kontrolních signálů

Provoz integrovaného krokového motoru začíná kontrolními signály. Tyto signály jsou obvykle generovány mikrokontrolérem nebo řadičem vyšší úrovně, jako je počítač nebo programovatelný logický řadič (PLC), který určuje požadovaný pohyb.

• Řadič odesílá do motoru pulzy nebo digitální příkazy.

• Každý impuls odpovídá jednomu diskrétnímu kroku MOT nebo, a poloha motoru se změní podle počtu a frekvence přijatých impulsů.

2. Zpracování signálu integrovaným řadičem

Jeden z klíčových rysů Integrovaný krokový motory je vestavěný ovladač. V tradičním nastavení krokového motoru by externí ovladače a ovladače tyto impulsy interpretovaly a vytvořily požadovanou sekvenci energizace cívek. V integrovaném krokového motoru je ovladač zabudován do samotného motoru, což eliminuje potřebu samostatných komponent.

• Řadič uvnitř integrovaného motoru interpretuje vstupní signály (jako je šířka pulsu, frekvence a směr).

• Zpracovává tyto signály a určuje vhodnou sekvenci pro energizaci cívek do motoru. Řadič je často schopen manipulovat s pokročilými algoritmy řízení pohybu, jako je mikrostepping , aby byl zajištěn hladký a přesný pohyb.

3. Pohánění cívek motoru

Jakmile ovladač zpracovává vstupní signály, pošle příslušný výkon do obvodu řidiče uvnitř Integrované krokové motory . Řidič je zodpovědný za ovládání proudu dodávaného do cívek motoru.

• Cívky ve statoru jsou postupně pod napětím ve správném pořadí.

• Tato energizace vytváří magnetické pole, které interaguje s rotorem a způsobuje, že se pohybuje krok za krokem.

4. Pohyb rotoru

Jakmile jsou cívky pod napětím, rotor krokového motoru se vyrovná s magnetickými poli vytvořenými statorem. Rotor se poté pohybuje v diskrétních krocích, obvykle v přírůstcích 1,8 ° nebo 0,9 ° na krok, v závislosti na návrhu motoru. Přesné rozlišení stupňů závisí na počtu pólů v rotoru a statoru.

• U unipolárních motorů je rotor obvykle magnetizován v jednom směru a energie se přepíná různými cívkami, aby se pohyboval rotorem.

• U bipolárních motorů je směr Cu rrent ve cívkách zvrácen, což generuje silnější magnetické pole a obvykle vede k vyššímu točivému momentu.

5. Zpětná vazba a nastavení (volitelné)

Zatímco Integrované krokové motory se obvykle používají v řídicích systémech s otevřenou smyčkou (tj. Bez externí zpětné vazby), některé modely mohou zahrnovat mechanismy zpětné vazby nebo senzory pro monitorování polohy rotoru.

• V pokročilejších integrovaných krokových motorech mohou být zahrnuty funkce, jako jsou kodéry nebo senzory Hall, aby se poskytl zpětnou vazbu řadiče.

• Tyto senzory pomáhají opravit jakékoli chyby, které by se mohly vyskytnout v důsledku změn zatížení nebo zmeškané Ste PS, což zajišťuje přesný výkon motoru i ve náročnějších aplikacích.

Kontrolní vlastnosti integrovaných krokových motorů

Integrované krokové motory přicházejí s vestavěnými funkcemi, které zvyšují jejich výkon, zejména pokud jde o hladkost a přesnost:

1. Microstepping

Mnoho Integrované krokové motory podporují mikrostepping, což je technika, kde je každý plný krok rozdělen do menších kroků. Tato technika vyhladí pohyb motoru zvýšením počtu kroků na revoluci, čímž se snižuje vibrace a zvyšuje tekutinu.

• Microstepping se běžně používá v aplikacích, jako jsou 3D tisk a stroje CNC, kde je kritický přesný a hladký pohyb.

• Integrovaný ovladač upravuje proud dodávaný do každé cívky, aby se dosáhlo těchto pohybů SMA ller, což poskytuje jemnější kontrolu nad polohou rotoru.

2. kontrola řešení kroku

Integrovaný řadič může také umožnit uživateli upravit rozlišení kroku, což umožňuje běžet motor v různých režimech, jako je plný krok, půl kroku nebo microstep. Tato flexibilita poskytuje různé kompromisy mezi točivým momentem, rychlostí a hladkostí.

• Operace s plným krokem poskytuje standardní počet diskrétních kroků na rotaci.

• Operace poloviny kroku dává dvojnásobné rozlišení provozu s plným krokem a při každém pulsu se přesunula na polovinu.

• Provoz microstep může každý krok rozdělit do ještě menších přírůstků a poskytovat ultra hladký pohyb, ale s nižším točivým momentem na krok.

3. řízení rychlosti a směru

The Integrovaný ovladač krokových motorů může upravit rychlost i směr rotoru. Změna frekvence a načasování kontrolních signálů (impulsů) může ovladač zvýšit nebo snížit rychlost rotace.

• Pohyb ve směru hodinových ručiček nebo proti směru hodinových ručiček je řízen změnou směru pulzní sekvence.

• Řízení rychlosti je dosaženo změnou frekvence pulzů odeslaných do motoru.

Výhody integrovaných krokových motorů

1. Kompaktní design

Jednou z nejvýznamnějších výhod integrovaných krokových motorů je jejich kompaktní design. Kombinací motoru a ovladače do jedné jednotky tyto motory šetří prostor a sníží počet komponent, které je třeba spravovat. To je obzvláště výhodné v aplikacích s omezeným dostupným prostorem, například v kompaktních strojích nebo zabudovaných systémech.

2. Zjednodušené zapojení a instalace

Integrované krokové motory se mnohem snáze instalují než tradiční krokové motory. Vzhledem k tomu, že motor a řidič jsou umístěny společně, není potřeba komplexní zapojení a další komponenty pro řízení motoru. Toto zjednodušené nastavení snižuje šance na chyby zapojení a zjednodušuje údržbu a řešení problémů.

3. Zvýšená spolehlivost

S méně vnějšími komponenty, Integrované krokové motory nabízejí zvýšenou spolehlivost. Absence vnějších připojení zapojení snižuje riziko mechanického selhání, takže tyto motory činí odolnější a méně náchylnější k poškození opotřebením.

4. Snížené náklady

Zatímco integrované krokové motory mohou mít vyšší počáteční náklady ve srovnání s tradičními motory, mohou být z dlouhodobého hlediska z dlouhodobého hlediska nákladově efektivnější kvůli sníženým nákladům na komponenty a nižším požadavkům na instalaci a údržbu. Integrovaný design vede k méně komponentům, což snižuje celkové systémové náklady.

5. Vylepšená kontrola

Integrované krokové motory poskytují přesnou kontrolu nad pohybem. U vestavěných ovladačů a ovladačů mohou zpracovávat komplexní kontrolní schémata, jako je mikrostepping, což umožňuje plynulejší provoz a jemnější přesnost polohy.

6. zlepšená energetická účinnost

V mnoha případech, Integrované krokové motory jsou navrženy s ohledem na energetickou účinnost. Interní ovladač motoru optimalizuje využití energie, což může vést k nižší spotřebě energie ve srovnání se staršími systémy samostatných kroků.

Aplikace integrovaných krokových motorů

Integrované krokové motory se široce používají v různých průmyslových odvětvích kvůli jejich flexibilitě a spolehlivosti. Některé z nejběžnějších aplikací zahrnují:

1. robotika

V robotice hrají integrované krokové motory klíčovou roli při zajišťování přesného pohybu a umístění. Ať už jde o průmyslové roboty, robotické zbraně nebo autonomní roboty, tyto motory nabízejí nezbytnou kontrolu a spolehlivost pro vysoce výkonné operace.

2. stroje CNC

Stroje počítače Numerické ovládání (CNC) vyžadují přesný, opakovatelný pohyb pro řezání a tvarování materiálů s vysokou přesností. Integrované krokové motory poskytují nezbytný točivý moment a ovládání, aby se zajistilo, že tyto stroje mohou provádět vysoce podrobné úkoly.

3. lékařské prostředky

V lékařské oblasti, Integrované krokové motory se používají v zařízeních, jako jsou stroje MRI, CT skenery a chirurgické roboty. Přesnost a spolehlivost těchto motorů je nezbytná pro zajištění toho, aby vybavení přesně fungovalo, což přispívá k lepším výsledkům pacienta.

4. 3D tiskárny

3D tiskárny vyžadují motory, které mohou dodávat konzistentní a přesné pohyby a vytvářet podrobné tisky. Integrované krokové motory se často používají ve 3D tiskárnách k řízení pohybu tiskového lože a extrudéru, což zajišťuje vysoce kvalitní výtisky s minimální chybou.

5. Automatizace kanceláře

Při automatizaci kanceláře se integrované krokové motory používají v zařízeních, jako jsou podavače papíru, faxové stroje a tiskárny. Jejich schopnost poskytovat přesné a kontrolované pohyby zajišťuje, že tato zařízení mohou provádět úkoly bez přerušení.

6. Aerospace and Aviation

Letecké a letecké aplikace vyžadují nejvyšší úroveň přesnosti a spolehlivosti a integrované krokové motory se používají v komponentách, jako jsou ovladače, regulátory klapky a polohovací systémy. Tyto motory pomáhají zajistit výkon kritických systémů při zachování bezpečnostních standardů.

Závěr

Integrované krokové motory revolucionizovaly způsob, jakým je kontrola přesnosti aplikována v různých průmyslových odvětvích. Jejich kompaktní design, snadnost instalace a zvýšená spolehlivost z nich činí nezbytnou součást pro mnoho moderních systémů. Ať už se podíváte na robotiku, lékařskou technologii nebo automatizaci kanceláří, Integrované krokové motory nabízejí výkon a přesnost potřebnou k řízení inovací a efektivity ve vašich aplikacích.

Pro ty, kteří hledají podrobnější informace o krokových motorech, jejich integraci a aplikacích v reálném světě, se vysoce doporučuje zkoumat další zdroje a případové studie.